И снятие их характеристик в Simulink.
Модели и их характеристики. Для создания моделей динамических звеньев необходимо запустить MATHLAB и из него – Simulink. Далее необходимо выбрать из библиотеки модели звеньев и необходимые источники и регистраторы сигналов. Операции, необходимые для этого, описаны в лабораторной работе № 2.
Схема для экспериментального определения переходной функции показана на рис. 7. На вход исследуемого звена подается ступенчатый единичный сигнал от блока Step. На индикаторе будут наблюдаться входной и выходной сигналы звена, объединенные с помощью мультиплексора.
Рис. 7. Схема определения переходной функции
Время моделирования необходимо подобрать так, чтобы видеть установившееся значение переходной функции.
Схема для экспериментального определения весовой функции показана на рис. 8. Для определения весовой функции используется тот факт, что весовая функция является производной от переходной функции. Для вычисления производной в схему включен блок Derivative (дифференцирующее звено).
Время моделирования необходимо подобрать так, чтобы видеть установившееся значение весовой функции.
Рис. 8. Схема определения весовой функции
Примечания:
1. Для сложных блоков можно предварительно получить выражение передаточной функции средствами Control System Toolbox, а затем, вставив в построенную схему определения переходной или весовой функций из библиотеки Simulink User-Defined Functions элемент Fcn и установить в его свойствах значения характеристик полученной передаточной функции.
2. Схемы 7 и 8 в принципе можно объединить, установив в мультиплексоре дополнительный вход. При этом входной сигнал, переходная и весовая функции будут совмещены на одном экране.
Экспериментальное снятие характеристик колебательного звена. Частотные характеристики определяются путем экспериментального снятия их отдельных точек. Для получения точки характеристики, соответствующей определенной частоте, на вход объекта подается синусоидальный сигнал данной частоты с единичной амплитудой и нулевой начальной фазой. На выходе звена, в режиме установившихся гармонических колебаний, измеряется амплитуда выходного сигнала, и сдвиг во времени между выходным и входным сигналами. По результатам этих измерений рассчитываются значения частотных характеристик.
По виду полученных характеристик требуется определить, к какому типу динамических звеньев относится исследуемый объект.
Для снятия характеристик необходимо заготовить таблицу для записи экспериментальных и расчетных данных (табл.3.1). В первую строку таблицы запишите значения частот: 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1; 1,2; 1,6; 2; 2,3; 3; 4; 5; 8; 10.
Таблица 1
| w, рад/с | 0,1 | 0,2 | … | |||
| T, c | ||||||
| Ym | ||||||
| Dt, c | ||||||
| j, ° | ||||||
| L, дБ | ||||||
| P | ||||||
| Q |
В таблицу будут записываться:
– угловая частота сигналов w;
– период колебаний T;
– амплитуда выходного сигнала Ym;
– временной сдвиг между выходным и входным сигналами Dt;
– фазовый сдвиг между выходным и входным сигналами j (значение ФЧХ);
– значение ЛАЧХ L;
– значение действительной части АФЧХ P;
– значение мнимой части АФЧХ Q.