Последовательность выполнения работы. Задание на лабораторную работу

Лабораторная работа № 5

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАМКНУТЫХ СИСТЕМ

Задание на лабораторную работу

Исследовать замкнутую системы и параметры переходного процесса во временной области.

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

– краткие теоретические сведения;

– выводы.

Последовательность выполнения работы

Для выполнения работы используется GUI-интерфейс «SISO-Design Tool» из пакета прикладных программ Control System Toolbox.

Графический интерфейс предназначен для анализа и синтеза одномерных линейных (линеаризованных) систем автоматического управления (SISO - Single Input/Single Output).

В Control System Toolbox имеется тип данных, определяющих динамическую систему в виде набора полюсов, нулей и коэффициента усиления передаточной функции. Синтаксис команды, создающий LTI (Linear Time Invariant)-систему в виде объекта ZPK (zero-pole-gain) c одним входом и одним выходом

ZPK([], [], K) 001...,, mss **1...,, nss

001...,, mss – значения нулей системы,

– значения полюсов системы,

**1...,, nss

K – коэффициент усиления.

Пример:

>> w=tf([10],[2 2 3 1 0])

Transfer function:

————————————

2 s^4 + 2 s^3 + 3 s^2 + s

>> w1=zpk(w)

Zero/pole/gain:

——————————————————

s (s+0.3966) (s^2 + 0.6034s + 1.261)

Более естественным является вариант, при котором с помощью функции ZPK создается символьная переменная 's', которая затем используется для определения передаточной функции в виде отношения (2). Например, после выполнения команд

s = zpk('s');

W1 = (s+0.1)/(s^2)

произойдет создание переменной W1 типа ZPK, определяющей передаточную функцию вида 2)1.0(1 ssW

Запуск SISO Design Tool осуществляется командой

>> sisotool

В появившемся окне для создания схемы динамической системы необходимо использовать вкладки:

· Control Arhitecture- для выбора структурной схемы и вида обратной связи;

· System Data - для загрузки данных из рабочего пространства MatLab.

Рис.1

Рис.2

Далее необходимо выбрать во вкладке Analysis Plots виды характеристик и точки в которых эти характеристики будете рассматривать(рис.3).

Рис.3

Используя Root Locus Editor и значение коэффициента усиления (здесь C – Current Compensator), выполнить задания лабораторной работы. Изменение динамических и частотных характеристик замкнутой системы при изменении K можно проследить используя меню «Tools/Loop Responses».

После импортирования данных можно исследовать изменение временных и частотных характеристик замкнутой системы при изменении К.

Таким образом, выполнение лабораторной работы состоит из следующих шагов:

1. Изучите теоретические сведения.

2. Запустите систему MATLAB.

3. Создайте переменные W(1..N) типа ZPK, определяющие, необходимые вам, передаточные функции.

4. Запутите SISO Design Tool командой

>> sisotool

5. Выберите соответствующую структурную схему и вид обратной связи.

6. Загрузите данные из рабочего пространства MatLab, используя созданные переменные W(1…N). Необходимо, чтобы в результате импортирования данных получилась рассматриваемая схема САУ.

7. Выберите во вкладке Analysis Plots все виды характеристик.

8. Зафиксируйте полученные графики на выходе и входе.

9. Проведите анализ полученных характеристик, сделайте выводы.

10. Ответьте на контрольные вопросы.

11. Оформите отчет.

Отчет оформляется в соответствии с требованиями, предъявляемыми к оформлению лабораторных работ в вузе, и должен содержать титульный лист, формулировку цели работы, постановку задачи в соответствии с вариантом задания, результаты работы, выводы.

Контрольные вопросы

1. Дать определение передаточной функции, полюсов, нулей.

2. Назвать типовые звенья САУ.

3. Что такое отрицательная обратная связь?

4.