ЛАБ1 - Использование пакета MATLAB – Simulink для исследования / Использование пакета MATLAB – Simulink для исследования - ЛАБ1

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Г.И. НОСОВА»

Кафедра автоматизированного электропривода и мехатроники

Лабораторная работа № 1

Использование пакета MATLAB – Simulink для исследования

динамических звеньев

Выполнил:

Проверил:

Магнитогорск, 2019

Использование пакета MATLAB – Simulink для исследования

динамических звеньев

Цель работы: получить основные навыки работы в среде MATLAB–Simulink, научиться строить блок–схемы модели, задавать параметры моделирования, получать временные характеристики передаточной функции САР, а также научиться использовать пакет MATLAB для анализа и синтеза САР.

Рисунок 1 – Блок – схема модели САР.

При её создании используются следующие блоки:

1. Генератор ступенчатого сигнала Step, он формирует ступенчатый сигнал;

2. Блок передаточной функции Transfer Fcn, задает передаточную функцию в виде отношения полиномов;

3. Блок вычисления суммы Sum, выполняет вычисление суммы текущих значений сигналов. Блок может использоваться для суммирования скалярных, векторных или матричных сигналов. Типы суммируемых сигналов должны совпадать. Нельзя, например, подать на один и тот же суммирующий блок–сигналы целого и действительного типов;

4. Осциллограф Scope.

Дважды щёлкнув на осциллограф, получим график переходного процесса h(t)

Рисунок 2 – График переходного процесса.

Построим весовую функцию, ЛАЧХ, ЛФЧХ, диаграмму Найквиста, нули и полюсы системы.

Рисунок 3 – Весовая функция, ЛАЧХ, ЛФЧХ, диаграмма Найквиста, нули и полюсы системы.

Экспериментальное определение частотных характеристик динамических звеньев

Цель работы: Экспериментальное определение частотных характеристик фильтра первого порядка и реально дифференцирующего звена. Сравнение экспериментальных характеристик с характеристиками, построенными с использованием средств MATLAB.

Рисунок 4 – Модель для снятия частотных характеристик звеньев.

Таблица 1 – Расчет логарифмических и частотных характеристик.

Частота ,1/с	0,01	0,1	1	10	100	1000
Время счета, с	1000	100	20	2	0,2	0,02
Отношение амплитуд, Авых/Авх	0,025	0,2	1,6	2	2	2
	2	2	2	1,6	0,2	0,025
	–32	–14	4	6	6	6
	6	6	6	4	–14	–32
Сдвиг фаз (), град.	90	75	45	30	15	0
	0	–15	–30	–45	–60	–90

Рисунок 5 – Снятые частотные характеристики звеньев с осциллографов Scope 1 и Scope 2.

Рисунок 6 – Частотные характеристики звеньев, полученные расчетным путем.

Вывод: в результате проделанной работы по схеме № 1 были построены график переходного процесса, весовая функция, ЛАЧХ, ЛФЧХ, диаграмму Найквиста, нули и полюсы системы. По схеме № 2 были сняты и рассчитаны частотные характеристики звеньев, по которым были построены зависимости L () и (), которые оказались такими же, как и те, которые были сняты с осциллографов Scope 1 и Scope 2.