Referat.me

Название: Дослідження перехідних характеристик цифрових САК

Вид работы: лабораторная работа

Рубрика: Информатика и программирование

Размер файла: 93.21 Kb

Скачать файл: referat.me-139879.docx

Краткое описание работы: Дослідження цифрових систем автоматичного керування. Типові вхідні сигнали. Моделювання цифрової та неперервної САК із використання MatLab. Результати обчислень в програмі MatLab. Збільшення періоду дискретизації цифрової системи автоматичного керування.

Дослідження перехідних характеристик цифрових САК

Лабораторна робота №1

ДОСЛІДЖЕННЯ ПЕКРЕХІДНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЦИФРОВИХ САК

Мета робота: Дослідити перехідні характеристики цифрових систем автоматичного керування для типових вхідних сигналів.

Порядок виконання роботи

1. Згідно з заданим варіантом (№51)випишемо вихідні параметри досліджуваної цифрової (Ц) САК, наведеної на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Структурна схема досліджуваної цифрової САК

w0(s) = - неперервна дискретна САК.

2. Визначимо передатні функції розімкненої та замкненої САК відносно вхідного сигналу в загальному випадку. Для цього виконаємо z-перетворення Лапласа Z за допомогою таблиць перетворень Лапласа, виконавши наступні дії:

1) .

2) Для зручності перетворення розкладемо функцію на прості дроби

.

Маємо (4A+C)s2 + (A+4B)s + B = 4, тоді s0 | B = 4;

s1 | A+4B = 0, A = -16;

s2 | 4A+C = 0, C = -64.

Тобто .

3) Виконаємо z-перетворення Z

4) Отримаємо передаточну функцію розімкненої САК в z-формі:

5) Передаточна функція замкнено САК:

Ф(z) = .

3. Визначимо передатні функції розімкненої та замкненої САК відносно вхідного сигналу для двох значень періоду квантування Тк = 0,2, Тк = 0,8:

а) при Тк = 0,2:

1) передаточна функція розімкненої САК:

2) передаточна функція замкненої САК:

Ф(z) =

б) при Тк = 0,8:

1) передаточна функція розімкненої САК:

2) передаточна функція замкненої САК:

Ф(z) = .

4. Визначимо аналітично перехідні характеристики ЦСАК Y(z) = Ф(z)*G(z), де G(z) = - зображення вхідного одиничного сигналу. Тобто

а) при Тк = 0,2 Y(z) = .

б) при Тк = 0,8Y(z) = .

5. Побудуємо графіки перехідних процесів, попередньо розклавши перехідні характеристики в ряд Лорана:

а) при Тк = 0,2

_

_

_

_

Тобто C1 = 0,01967, C2 = 0,077, C3 = 0,1686, C4 = 0,2839, C5 = 0,4176. За цими даними побудуємо графік-гістограму перехідного процесу (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Перехідна характеристика досліджуваної ЦСАК з періодом квантування Тк = 0,2

б) при Тк = 0,8

_

_

_

_

Таким чином, C1 = 0,2997, C2 = 1,0353, C3 = 1,8233, C4 = 2,2118, C5 = 1,9358.

Побудуємо графік ЦСАК, враховуючи, що період квантування Тк = 0,8 (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Перехідна характеристика досліджуваної ЦСАК з періодом квантування Тк = 0,8

6. Проведемо моделювання цифрової та неперервної САК із використання MatLab:

» k=4

k = 4

» T=4

T = 4

» w0=tf([k],[T 1 0])

Transfer function:

4

---------

4 s^2 + s

» wz1=c2d(w0,0.2)

Transfer function:

0.01967 z + 0.01935

----------------------

z^2 - 1.951 z + 0.9512

Sampling time: 0.2

» wz2=c2d(w0,0.8)

Transfer function:

0.2997 z + 0.2804

----------------------

z^2 - 1.819 z + 0.8187

Sampling time: 0.8

» Fz1=wz1/(wz1+1)

Transfer function:

0.01967 z^3 - 0.01904 z^2 - 0.01904 z + 0.0184

----------------------------------------------

z^4 - 3.883 z^3 + 5.691 z^2 - 3.731 z + 0.9232

Sampling time: 0.2

» Fz2=wz2/(wz2+1)

Transfer function:

0.2997 z^3 - 0.2647 z^2 - 0.2645 z + 0.2295

----------------------------------------------

z^4 - 3.338 z^3 + 4.681 z^2 - 3.243 z + 0.8999

Sampling time: 0.8

» Step(Fz1,60)

» Step(Fz2,60)

» F0=w0/(w0+1)

Transfer function:

16 s^2 + 4 s

-----------------------------

16 s^4 + 8 s^3 + 17 s^2 + 4 s

» Step(F0,20)

Приведемо графіки перехідних процесів, отримані за допомогою програмного пакету MatLab.

Рис. 1.4. Перехідна характеристика досліджуваної ЦСАК отримана за допомогою MatLab, період квантування Тк = 0,2

Рис. 1.5. Перехідна характеристика досліджуваної ЦСАК отримана за допомогою MatLab, період квантування Тк = 0,8

Рис. 1.6. Перехідна характеристика неперервної САК


Висновок

Виконуючи дану роботу, ми провели дослідження цифрових систем автоматичного керування. Я переконалася в правильності власних теоретичних розрахунків, порівнюючи отримані результати з результатами обчислень в програмі MatLab. Виявилося, що зі збільшенням періоду дискретизації цифрової САК правильність роботи системи страждає, тобто якість системи погіршується. Виконуючи лабораторну роботу, я також закріпила навички z-перетворення Лапласа функцій.

Похожие работы

  • Синтез та дослідження двійково-десяткового лічильника

    Синтезування синхронного двійково-десятковий лічильник, на основі одного тригера D-типу і трьох тригерів JK-типу, які працюють в коді з вагою розрядів 6-2-2-1. Діаграми Вейча для функцій входів тригерів. Моделювання схеми лічильника у середовищі "OrCAD".

  • Дослідження методів чисельного інтегрування

    Аналіз методу чисельного інтегрування, з використанням методу Гауса при обчисленні інтегралу третього, четвертого та п’ятого порядків. Алгоритм та лістинг програми, що розв’язує інтеграл методом Гауса, знаходить похибку, виводить і порівнює результати.

  • Дослідження методів інтерполяції

    Методи інтерполяції: ітераційний та метод розподілених різниць. Інтерполяційна формула Лагранжа. Алгоритмізація та реалізація методів на ЕОМ в середовищі мови програмування Turbo Pascal 7.0. Аналіз результатів моделювання, інструкція користувачеві.

  • Проектування нових типів цифрових диктофонів

    Ознайомлення із структурними електричними схемами цифрових диктофонів (виконаного на інтегральній мікросхемі DA1 ISD1416 та одночіпового) і mрз-плеєра YAMPP-З з метою проектування мікроконтролерної системи як головного елементу звукозаписуючого пристрою.

  • МПС цифрового оброблення сигналів

    Сучасні системи ЦОС будуються на основі процесорів цифрових сигналів (ПЦС). Сигнальними мікропроцесорами (СМП) або процесорами цифрових сигналів є спеціалізовані процесори, призначені для виконання алгоритмів цифрової обробки сигналів у реальному часі.

  • Моделирование движения невесомой заряженной частицы в электрическом поле в среде MathCAD и Matlab

    Моделирование движения невесомой заряженной частицы в электрическом поле, созданном системой нескольких фиксированных в пространстве заряженных тел, в случае, когда заряженные тела находятся в одной плоскости и в ней же находится движущаяся частица.

  • Багаторозрядні комбінаційні суматори та АЛП

    Арифметико-логічний пристрій (АЛП) призначений для виконання арифметичних і логічних операцій над числами (словами) за сигналами з пристрою керування. Процес функціонування АЛП являє собою визначену послідовність елементарних дій у його вузлах.

  • Аналіз методів введення обмежених обсягів текстової інформації

    Характеристика дослідження методу введення обмежених обсягів текстової інформації в ЕОМ. Аналіз механізму розробки програми, що передбачає можливість запису текстової інформації до файлу, а також завантаження тексту з файлу. Порядок роботи з програмою.

  • Логічні елементи

    Дослідження базових елементів булевої логіки, для чого використовують логічні елементи потенціального типу на біполярних транзисторах (мікросхема К155ЛАЗ). Рівні відліків цифрового сигналу, відносно шасе. Допустима границя статичної завадостійкості.

  • Проектування блоку обробки сигналів

    Розробка фільтру для обробки цифрових сигналів. Блок обробки реалізується на цифрових мікросхемах середньої ступені інтеграції. Аналіз вхідного сигналу, ідеального сигналу та шуму. Обґрунтування вибору фільтрів та алгоритму обробки вхідного сигналу.