Лабораторная работа: Исследование линейных систем
%АФХразомкнутойсистемы
ltiview({'nyquist'}, W_s3_r);
%переходный процесс в замкнутой системе
ltiview({'step'}, W_s3_z);
%собственные числа замкнутой системы – полюсы ее ПФ
[zeros_s3_z, poles_s3_z, koef_s3_z] = zpkdata (zpk(W_s3_z), 'v');
poles_s3_z
end
Назначение всех использованных функций Matlab приводится в приложении.
Переменной sys_num необходимо присвоить значение номера той системы, изучение которой производится в данный момент. В результате для этой системы при выбранных значениях ее параметров будут построены все требуемые характеристики с использованием LTI Viewer, а в командное окно будут выведены значения полюсов ПФ замкнутой системы.
Запустить созданный файл-сценарий, предварительно выбрав систему №1 и задав значения ее параметров в соответствии со своим вариантом (значение коэффициента усиления k разомкнутой системы принять равным 1). Сравнить полученные ЛАЧХ, ЛФЧХ и АФХ разомкнутой системы с результатами домашней подготовки. По совмещенным ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой системы вычислить значение k, при котором
– замкнутая система будет находиться на границе устойчивости (k=kкр );
– замкнутая система будет неустойчива (k=kну );
– замкнутая система будет устойчива (k=kу ) с запасом по модулю не менее 10 дБ.
Проверить соответствие значений коэффициента, рассчитанных при подготовке и по результатам компьютерного моделирования.
– проверить значения запасов устойчивости по модулю, используя ЛЧХ разомкнутой системы, оценить состояние замкнутой системы;
– проанализировать взаимное расположение АФХ разомкнутой системы и точки (-1, j0) на комплексной плоскости, определить количество переходов расширенной АФХ разомкнутой системы, сделать вывод об устойчивости системы в замкнутом состоянии;
– проанализировать расположение полюсов замкнутой системы на комплексной плоскости, сделать вывод о ее устойчивости;
– проверить состояние замкнутой системы по ее переходной характеристике.
Эксперимент по изучению устойчивости рассматриваемой системы считается завершенным только в случае непротиворечивости всех полученных результатов.
Сохранить в файл совмещенные ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой системы при k=1, также сохранить все частотные характеристики разомкнутой системы, переходный процесс в замкнутой системе и ее собственные значения при k= kкр , kну , kу (т.е. всего 1+ рисунка + 3 текстовых блока для рассматриваемой системы). Наличие сетки на графиках обязательно. На ЛАЧХ должны быть отмечены сопрягающие частоты и ее наклон на каждом из участков. На АФХ должна присутствовать оцифровка.
Повторить пп. 3.3.2 – 3.3.4 для систем №2 и 3.
Содержание отчета
Исходные данные лабораторной работы: название работы, цель работы, перечень ПФ исследуемых систем с указанием значений параметров, соответствующих номеру варианта.
Подготовительная часть, оформленная в соответствии с требованиями п. 3.2.
Результаты компьютерного моделирования, оформленные в соответствии с требованиями п. 3.3.4.
Анализ полученных результатов – на основании выводов, сделанных в пп. 3.3.2 и 3.3.3.
Текст файла-сценария с указанием в комментариях номера группы, состава бригады и даты проведения работы.
Отчет оформляется на листах формата А4, допускается рукописное, печатное или комбинированное оформление.
4. Модальный синтез управления в линейных непрерывных системах
Цель работы
Данная лабораторная работа предназначена для первого практического ознакомления с применением модального метода для синтеза управления. Ее целью является исследование взаимосвязи между расположением собственных чисел и качеством процессов и выработка обоснованного подхода к выбору желаемых полюсов системы при осуществлении модального синтеза.
В качестве неизменяемой части системы следует принять одну из систем, заданную передаточной функцией в работе №3, с теми же значениями параметров (номер системы выбирается из табл. 4.1 согласно варианту).
Таблица 4.1 Выбор исследуемой системы (см. также табл. 3.1)
Номер варианта | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
Номер системы | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 |
Номер варианта | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
Номер системы | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 |
Подготовительная часть
Выполнение работы
%Модальный синтез управлениЯ в линейных непрерывных системах
%Система #1
%Вывод информации – в командное и графические окна