Лабораторная работа 2
ТИПОВЫЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ ЗВЕНЬЯ

Рабочие файлы: [1(t-dT)] [K] [K/(1+Ts)] [K/((1+T3s)(1+T4s))] [K/(1+2zTs+TTss)] [K/s] [Kp+Ki/s] [K/(s(1+Ts))] [Ks/(1+Ts)] [K s] [(1-Ts)/(1+Ts)] [функц. устр. на ОУ] [zvenya.vsm]

1. Цель работы

Исследование взаимосвязей между параметрами типовых динамических звеньев и их характеристиками. Идентификация реальных технических устройств – схем на операционных усилителях с типовыми звеньями (т.е. с математическим описанием). Приобретение навыков использования типовых возмущающих воздействий и инструментов частотного анализа для исследования систем.

2. Предварительное домашнее задание

2.1. Составить уравнения и вывести передаточные функции $W(s)$ всех блок-схем реализующих типовые звенья (см. рабочие файлы). Сравнить полученные передаточные функции с типовыми, идентифицировать названия блоков. Уточнить значения корней.

3. Содержание работы

3.1. Ознакомиться с моделями единичной ступенчатой функции – $1(t)$ и дельта-функции – $1\prime(t)$ (файл "1(t-dT)" или zvenya.vsm). Выявить положенные допущения (неидеальности) в моделях.

3.2. Убедится, что дифференцирование переходной функции звена – $h(t)$ дает его функцию веса – $w(t)$; и наоборот, интегрирование функции веса звена – $w(t)$ дает его переходную функцию – $h(t)$.

3.3. Изучить отражения свойств типовых динамических звеньев во временном домене. Ознакомиться с изменениями типовых реакций звеньев при вариациях параметров. Выявить общие тенденции.

3.4. Изучить отражения свойств типовых динамических звеньев в частотном домене. Ознакомиться с изменениями частотных характеристик звеньев при вариациях параметров. Выявить общие тенденции.

3.5. Выполнить временной и частотный анализ схем на операционных усилителях с целью выявления соответствий типовым динамическим звеньям. Определить параметры звеньев (точнее диапазон вариации параметров) по номиналам элементов, по осциллограммам, по частотным характеристикам.

4. Методические указания к моделированию и рекомендации к содержанию отчета

4.1. При изучении отражений свойств типовых динамических звеньев во временном домене, коэффициенты усиления следует варьировать, производя изменения на ±50 %. Постоянные времени так же следует увеличивать каждый раз на 100 % от первоначального значения. Трех вариаций на скриншотах достаточно.

4.2. При изучении отражений свойств типовых динамических звеньев в частотном домене коэффициенты усиления следует увеличивать / уменьшать в 10 раз. Постоянные времени так же следует менять в 10 раз. Получив три частотные характеристики (ЛАЧХ и ЛФЧХ), следует одинаковым образом настроить оси и наложить скриншоты друг на друга в программе Paint в режиме прозрачного фона. Скриншоты годографов Найквиста допустимо привести без вариации параметров.

4.3. На полученные скриншоты семейств переходных функций, функций веса, частотных характеристик следует нанести графические построения, объясняющие определение величин параметров звеньев.

Уточнения по объему выполняемой работы. Студент гуманитарной специальности должен выполнить все эксперименты с предложенными моделями. Студент технической специальности, до выполнения экспериментов, должен произвести перенастройку всех моделей звеньев, произведя смещение частотных свойств в область высоких частот на количество полудекад равное номеру варианта. Студент, получающий квалификацию инженер-электромеханик должен так же перенастроить соответствующим образом модели схем на операционных усилителях (оценив техническую возможность подобного действия).