Лабораторная работа №1 Исследование линейных систем




Скачать 486.47 Kb.
НазваниеЛабораторная работа №1 Исследование линейных систем
страница1/4
Дата30.09.2012
Размер486.47 Kb.
ТипЛабораторная работа
  1   2   3   4


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

Исследование линейных систем


  1. Цель работы

Ознакомление с базовыми свойствами линейных разомкнутых систем. Определение характеристик линейной разомкнутой системы: нулей и полюсов, амплитудно-частотной характеристики, весовой функции, переходной функции.

  1. Порядок выполнения работы

  1. В прил. 1 выбрать в соответствии с заданным вариантом передаточные функции и значения их коэффициентов.

  2. Написать программу, позволяющую для каждой передаточной функции строить графики:

  • амплитудно-частотной характеристики;

  • весовой функции;

  • переходной функции.

    1. Объяснить характер поведения всех характеристик применительно к передаточным функциям.

    2. Оформить отчет по лабораторной работе.

  1. Содержание отчета

  1. Титульный лист.

  2. Цель работы.

  3. Номер варианта.

  4. Передаточные функции и их коэффициенты в соответствии с вариантом (прил. 1).

  5. Значения нулей и полюсов для каждой передаточной функции.

  6. Графики для каждой передаточной функции:

  • амплитудно-частотных характеристик;

  • весовых функций;

  • переходных функций.

Все графики должны быть отмасштабированы и иметь подпись. На одной странице допускается размещение не более двух графиков. Должны быть объяснены особенности поведения функций, изображенных на графиках.

На защите студент должен быть способен отвечать на вопросы по временным и частотным характеристикам.

  1. Контрольные вопросы

  1. Что такое передаточная функция и как ее определить?

  2. Что такое преобразование Лапласа и в чем его ценность?

  3. Что такое единичная ступенчатая функция (единичное ступенчатое воздействие)?

  4. Что такое переходная характеристика?

  5. Что такое нули и полюса?

  6. Что такое частотная передаточная характеристика системы и амплитудно-частотная характеристика системы? Как они получаются?

  7. Что такое единичное импульсное воздействие (единичный импульс)?

  8. Как связаны переходная и передаточная функции (характеристики)?

  9. Как связаны 1(t) и (t)?

  10. Что такое весовая функция?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Исследование устойчивости линейных систем

автоматического управления


  1. Цель работы

Анализ устойчивости замкнутой системы управления с использованием частотных и алгебраических критериев устойчивости. Теоретическое и экспериментальное исследование влияния отдельных характеристик системы на ее устойчивость.

  1. Порядок выполнения работы

  1. В соответствии с заданным вариантом в прил. 2 выбрать начальные значения коэффициентов для всех четырех передаточных функций.

  2. Для значений параметра К:

  • К = К*;

  • К = К* + 0,5;

  • К = К* + 1,

    где К* - значение параметра К, выбранного в соответствии с вариантом в прил. 2. Написать программу, позволяющую для каждой из четырех передаточных функций:

  • строить годограф;

  • отображать корни характеристического уравнения;

  • строить графики амплитудно-фазовых характеристик по критериям Найквиста и Попова;

  • строить графики логарифмических амплитудно-частотной и фазово-частотной характеристик;

  • строить график амплитудно-частотной характеристики;

  • определять устойчивость по критериям Гурвица и Рауса.

  1. Оформить отчет по лабораторной работе.

  1. Содержание отчета

  1. Титульный лист.

  2. Цель работы.

  3. Номер варианта.

  4. Передаточные функции и их коэффициенты в соответствии с вариантом (прил. 2).

  5. Для всех значений параметров К

  • годографы;

  • отображение корней характеристического уравнения;

  • графики амплитудно-фазовых характеристик по критериям Найквиста и Попова;

  • графики логарифмических амплитудно-частотной и фазово-частотной характеристик;

  • графики амплитудно-частотных характеристик;

  • результаты расчета программы при определении устойчивости систем с заданными в прил. 2 передаточными функциями по критериям Гурвица и Рауса.

  1. Объяснение характера поведения всех характеристик применительно к передаточным функциям.

  2. Выводы по лабораторной работе.

  1. Контрольные вопросы

  1. Устойчивость систем. Общие определения. Необходимые условия устойчивости.

  2. Алгебраические критерии устойчивости.

  3. Частотные критерии устойчивости.

    ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

    Исследование линейной системы автоматического управления

    при случайном воздействии




  1. Цель работы

Определение значений коэффициентов заданной передаточной функции регулятора при условии минимизации дисперсии ошибки в системе регулирования.

  1. Порядок выполнения работы

  1. В табл. 1 прил. 3 выбрать в соответствии с заданным вариантом передаточную функцию регулятора структурной схемы системы регулирования (рис. прил. 3).

  2. Самостоятельно выбрать значения параметров регулятора (например, равными 1).

  3. В табл. 2 прил. 3 выбрать в соответствии с заданным вариантом спектральную функцию.

  4. Определить параметры выбранной спектральной функции таким образом, чтобы спектральная плотность была строго положительной при любом значении частоты.

  5. В табл. 3 прил. 3 для звеньев и структурной схемы, изображенной на рис. прил. 3, выбрать в соответствии с заданным вариантом значения параметров , , , , , .

  6. Написать программу, позволяющую вычислять параметры и регулятора при условии минимизации дисперсии ошибки.

  7. Оформить отчет по лабораторной работе.



  1. Содержание отчета

  1. Титульный лист.

  2. Цель работы.

  3. Номер варианта.

  4. Передаточная функция регулятора и значения его параметров.

  5. Спектральная функция и ее параметры.

  6. Значения параметров , , , , , звеньев и .

  7. График спектральной плотности.

  8. Найденные оптимальные значения параметров регулятора и значение минимальной дисперсии ошибки.

  9. Графики переходного процесса, АЧХ, вид спектральных функций для найденных оптимальных значений.

  1. Контрольные вопросы

  1. Основы корректирующих устройств и методов их синтеза.

  2. Дисперсия, корреляционная функция, спектральная плотность.

  3. Метод коррекции по минимуму дисперсии.


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

Аналитическое конструирование линейного регулятора

по квадратичному критерию


  1. Цель работы

Конструирование линейного оптимального регулятора при условии минимизации значения задаваемого квадратичного критерия качества от фазовых координат и управления.

  1. Порядок выполнения работы

  1. В соответствии с заданным вариантом в табл. 1 прил. 4 выбрать корни передаточной функции структурной схемы системы регулирования (рис. прил. 4).

  2. В соответствии с заданным вариантом в табл. 2 прил. 4 выбрать коэффициенты квадратичного критерия качества.

  3. Задать начальные значения фазовых координат объекта. Как минимум одно из них должно быть ненулевым.

  4. Написать программу, позволяющую определять коэффициенты линейного оптимального регулятора при условии минимизации значения задаваемого квадратичного критерия качества.

  5. Оформить отчет по лабораторной работе.

  1. Содержание отчета

  1. Титульный лист.

  2. Цель работы.

  3. Номер варианта.

  4. Коэффициенты квадратичного критерия качества.

  5. Начальные значения фазовых координат объекта.

  6. Коэффициенты линейного оптимального регулятора.

  7. Графики переходных процессов.

  8. Фазовые портреты.

  1. Контрольные вопросы

  1. Общая постановка задачи оптимального управления.

  2. Общая схема синтеза оптимальных линейных систем по интегральному квадратичному критерию.

Библиографический список

1. Бесекерский, В.А. Теория систем автоматического управления/ В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. – СПб.: Профессия, 2004. - 752 с

2. Воронов, А.А. Основы теории автоматического управления. Часть 1/ А.А. Воронов. – М.: Энергия, 1965. - 365 с.

3. Воронов, А.А. Основы теории автоматического управления. Часть 2/ А.А. Воронов. – М.: Энергия, 1965. - 347 с.

4. Сборник задач по теории автоматического регулирования и управления/ под ред. В.А. Бесекерского. – М.: Наука, 1972. - 432 с.


ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Варианты заданий к лабораторной работе №1


Таблица 1

Передаточные функции



Передаточная функция



Передаточная функция

1



6



2



7



3



8



4



9



5



10




Таблица 2

Распределение передаточных функций и их коэффициентов

Номер

варианта

Передаточная

функция 1

Передаточная

функция 2

С0k0

T1

T2

1

1

3

1,14

0,04

0,02

2

1

4

3,76

0,05

0,01

3

1

5

3,82

0,04

0,08

4

1

6

2,05

0,07

0,08

5

1

8

2,05

0,03

0,04

6

1

9

2,68

0,03

0,04

7

1

10

3,28

0,03

0,02

8

2

3

2,93

0,03

0,05

9

2

4

2,12

0,04

0,06


Окончание табл.2

Номер

варианта

Передаточная

функция 1

Передаточная

функция 2

С0k0

T1

T2

10

2

5

1,74

0,09

0,08

11

2

6

1,30

0,03

0,02

12

2

7

1,21

0,07

0,07

13

2

8

1,17

0,01

0,06

14

2

9

1,54

0,09

0,02

15

2

10

1,39

0,06

0,01

16

3

1

1,33

0,07

0,1

17

3

2

3,44

0,04

0,06

18

3

4

1,66

0,08

0,03

19

3

5

3,85

0,02

0,03

20

3

6

3,50

0,03

0,08

21

3

7

2,70

0,02

0,06

22

3

9

2,63

0,03

0,08

23

3

10

3,80

0,04

0,04

24

4

1

2,60

0,04

0,03

25

4

3

2,71

0,07

0,03

26

4

5

1,48

0,05

0,05

27

4

6

2,89

0,09

0,03

  1   2   3   4

Похожие:

Лабораторная работа №1 Исследование линейных систем iconЛабораторная работа №3 по дисциплине “Системы искусственного интеллекта
Задачи на исследование свойств систем правил. Написание простых систем, основанных на правилах
Лабораторная работа №1 Исследование линейных систем iconОбразования российской федерации
Прямые методы решения систем линейных алгебраических уравнений. Лабораторная работа для студентов дневного отделения. Специальность:...
Лабораторная работа №1 Исследование линейных систем iconЛабораторная работа №4 “ коррекция автоматической системы”
Исследование влияния средств коррекции на свойства систем автоматического управления
Лабораторная работа №1 Исследование линейных систем iconЛабораторная работа №6 исследование работы датчиков положения
Закрепление теоретических знаний по теме «Элементы и устройства замкнутых систем управления электроприводами»
Лабораторная работа №1 Исследование линейных систем iconЛабораторная работа Установка и настройка 6 Лабораторная работа Демонстрационный проект 7 Упражнение 1: Работа с основной схемой проекта 7 Упражнение 2: Работа со схемой «Резервуарный парк»
Разработка систем диспетчерского контроля и управления с использованием Infinityscada 4
Лабораторная работа №1 Исследование линейных систем iconПрограмма вступительных испытаний в магистратуру по направлению 010100. 68 Математика Программа обсуждена на заседании кафедры ит
Системы линейных уравнений. Метод Гаусса решения систем линейных уравнений. Определитель матрицы. Свойства определителя. Метод Крамера...
Лабораторная работа №1 Исследование линейных систем iconЛабораторная работа №1 Задание 1
Данная работа посвящена изучению и реализации линейных конструкций в программах на языке Паскаль, а также освоению элементарных синтаксических...
Лабораторная работа №1 Исследование линейных систем iconЛабораторная работа №5 тема: “Исследование корпоративных информационных систем на реализацию функции расчёта реальной себестоимости” Чичев А. А
Исследование корпоративных информационных систем на реализацию функции расчёта реальной себестоимости”
Лабораторная работа №1 Исследование линейных систем iconЛабораторная работа №2 “ устойчивость стационарных систем
Экспериментальное исследование условий устойчивости замкнутых сау, оценка устойчивости при помощи критериев устойчивости, определение...
Лабораторная работа №1 Исследование линейных систем iconЛабораторная работа №1 (3 часа) Тема: решение уравнений
Решить систему трех линейных уравнений с тремя неизвестными. Указать точность решения
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница