Исследование частотных характеристик типовых линейных динамических звеньев
Министерство
образования и науки Российской Федерации
Пензенский
Государственный Университет
Кафедра
«Автоматика и телемеханика»
Исследование
частотных характеристик типовых линейных динамических звеньев
Пояснительная
записка к курсовому проекту по дисциплине
«Идентификация
и диагностика систем автоматического управления»
Выполнил: ст. гр. 07ЗАА61 Псарев
А.С.
Проверил: к.т.н, доцент Алексеев
К.А.
Пенза 2012
Реферат
БЕЗЫНЕРЦИОННОЕ ЗВЕНО, ИНЕРЦИОННОЕ ЗВЕНО ПЕРВОГО
ПОРЯДКА, ИНТЕГРИРУЮЩЕЕ ИДЕАЛЬНОЕ ЗВЕНО, ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ ИДЕАЛЬНОЕ ЗВЕНО,
ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ РЕАЛЬНОЕ ЗВЕНО, КОЛЕБАТЕЛЬНОЕ ЗВЕНО, АПЕРИОДИЧЕСКОЕ ЗВЕНО
ВТОРОГО ПОРЯДКА.
Цель работы: изучение частотных характеристик
типовых звеньев САУ и определение по ним параметров передаточных функций.
Содержание
1. Безынерционное
звено
. Инерционное
звено первого порядка
. Интегрирующее
идеальное звено
. Дифференцирующее
идеальное звено
. Дифференцирующее
реальное звено
. Колебательное
звено
. Апериодическое
звено второго порядка
Заключение
1.
Безынерционное звено
Задание звена в командном окне:
>> K=10;
>> F=tf(K)
Transfer function:
>> figure(1); bode(F),grid;
>> figure(2); nyquist(F),grid;
Дифференциальное уравнение звена имеет вид:
.
Передаточная функция звена:
.
На рисунках: амплитудно-частотная
характеристика (ЛАХ), фазовая частотная характеристика (ФЧХ) и
амплитудно-фазовая характеристика (АФХ).
Рисунок 1
Рисунок 2
По ЛАХ можно определить коэффициент
передачи, а значит можно получить передаточную функцию звена: 
2. Инерционное звено первого порядка
Задание звена в командном окне:
>> K=10;
>> T=1;
>> F=tf([K], [T 1])
Transfer function:
10
-----+ 1
>> figure(1); bode(F),grid;
>> figure(2); nyquist(F),grid;
Дифференциальное уравнение звена имеет вид:
.
Передаточная функция звена:
.
На рисунках: амплитудно-частотная
характеристика (ЛАХ), фазовая частотная характеристика (ФЧХ) и
амплитудно-фазовая характеристика (АФХ).
Рисунок 3
Рисунок 4
По ЛАХ можно определить коэффициент
передачи:
По ФЧХ можно определить параметр 
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
3. Интегрирующее идеальное звено
Задание звена в командном окне:
>> K=10;
>> F=tf([K],
[1 0])!!!!!!!!!
Transfer function:
10
-
>> figure(1); bode(F),grid;
>> figure(2); nyquist(F),grid;
Дифференциальное уравнение звена имеет вид:
.
.
На рисунках: амплитудно-частотная
характеристика (ЛАХ), фазовая частотная характеристика (ФЧХ) и
амплитудно-фазовая характеристика (АФХ).
Рисунок 5
Рисунок 6
По ЛАХ можно определить коэффициент
передачи:
. Дифференцирующее идеальное звено
Задание звена в командном окне:
>> K=10;
>>F=tf([K 0], [1])
>>Transfer function:
10 s
>> figure(1); bode(F),grid;
>> figure(2);
nyquist(F),grid;
Дифференциальное уравнение звена имеет вид:
.
Передаточная функция звена:
.
На рисунках: амплитудно-частотная характеристика
(ЛАХ), фазовая частотная характеристика (ФЧХ) и амплитудно-фазовая
характеристика (АФХ).
Рисунок 7
Рисунок 8
По ЛАХ можно определить коэффициент
передачи:
. Дифференцирующее реальное звено
Задание звена в командном окне:
>> K=10;
>> T=1;
>>F=tf([K 0], [T 1])function:
10 s
----+ 1
>> figure(1); bode(F),grid;
>> figure(2); nyquist(F),grid;
Дифференциальное уравнение звена имеет вид:
.
Передаточная функция звена:
.
На рисунках: амплитудно-частотная
характеристика (ЛАХ), фазовая частотная характеристика (ФЧХ) и
амплитудно-фазовая характеристика (АФХ
Рисунок 9
Рисунок 10
По ЛАХ можно определить коэффициент
передачи:
По ФЧХ можно определить параметр
6. Колебательное звено
Задание звена в командном окне:
>> K=10;
>> T=1;
>> b=0.6;
>> F=tf([K],[T^2 T*b 1])
function:
10
---------------^2 + 0.6
s + 1
>> figure(1); bode(F),grid;
>> figure(2);
nyquist(F),grid;
Дифференциальное уравнение звена имеет вид:
, 
.
Передаточная функция звена:
, .
На рисунках: амплитудно-частотная
характеристика (ЛАХ), фазовая частотная характеристика (ФЧХ) и
амплитудно-фазовая характеристика (АФХ)
Рисунок 11
Рисунок 12
По ЛАХ можно определить коэффициент
передачи:
По ФЧХ можно определить параметр
По ЛАХ можно определить коэффициент b: 
7. Апериодическое звено второго
порядка
Задание звена в командном окне:
>> K=10;
>> b=6;
>> F=tf([K],[T^2 T*b 1])
function:
10
---------------^2 + 6
s + 1
>> figure(1); bode(F),grid;
>> figure(2);
nyquist(F),grid;
Дифференциальное уравнение звена имеет вид:
, 
.
Передаточная функция звена:
, .
На рисунках: амплитудно-частотная
характеристика (ЛАХ), фазовая частотная характеристика (ФЧХ) и
амплитудно-фазовая характеристика (АФХ)
Рисунок 13
Рисунок 14
По ЛАХ можно определить коэффициент
передачи:
По ФЧХ можно определить параметр
Заключение
инерционный звено передаточный
дифференциальный
В результате выполнения лабораторной работы
исследованы следующие типовых звеньев: безынерционное, инерционное звено
первого порядка, интегрирующее идеальное, дифференцирующее идеальное,
дифференцирующее реальное, колебательное, апериодическое звено второго порядка.
Были получены их частотные характеристики. Кроме того, расчетным путем были получены
параметры передаточных функций по полученным частотным характеристикам.