Sprawozdanie.doc

(211 KB) Pobierz
Akademia Górniczo-Hutnicza

Akademia Górniczo-Hutnicza

im. Stanisława Staszica w Krakowie

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Podstawy automatyki

 

 

Sprawozdanie

 

 

 

Projektowanie układów automatyki

z wykorzystaniem Matlaba i Simulinka

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rafal Pogorzelec

Michał Wodecki

Krystian Zygmunt

IMiR

rok II/gr. 12

 

 

 

 

1.     Cele ćwiczenia:

 

• poznanie sposobów tworzenia liniowych modeli układów automatyki, zmiana postaci modeli,

• tworzenie schematów blokowych układów automatyki,

• wyznaczanie charakterystyk czasowych i częstotliwościowych układów automatyki

 

2.     Zmiana postaci modeli:

 

3.1

Przy użyciu funkcji  ss2tf , która zamienia równania stanu na odpowiadającą im transmitancję liczoną względem wejścia

o numerze iu dokonaliśmy zamiany modelu na postać transmitancji operatorowej w dwóch przypadkach: a) i b).

 

    [L, M] = ss2tf (A, B, C, D, iu)

 

Gdzie: wektor L zawiera współczynniki licznika transmitancji, a wektor M zawiera współczynniki mianownika transmitancji. Kolejne macierze oznaczają: A – macierz stanu, B – macierz wejść, C – macierz wyjść, D – macierz transmisji.

 

a)      Dane macierze:

 

 

Otrzymaliśmy: L = 0 0 0 , M = 1 5 0 .

 

b)     Dane macierze:

 

Otrzymaliśmy: L = 0 0 1 2 , M = 1 1 3 3 .

 

3.2

Przy uzyciu funkcji tf2ss , która dokonuje konwersji opisu układu w postaci transmitancji na opis w postaci zmiennych stanu dokonaliśmy modelu na postać macierzową w przypadkach: a) b) c) i d).

 

[A, B, C, D] = tf2ss (L, M)

 

Gdzie: wektor L zawiera współczynniki licznika transmitancji, a wektor M zawiera współczynniki mianownika transmitancji. Kolejne macierze oznaczają: A – macierz stanu, B – macierz wejść, C – macierz wyjść, D – macierz transmisji.

 

 

 

a)      Dana transmitancja:

 

  

Otrzymano macierze:

 

b)      Dana transmitancja:

Otrzymano macierze:

c)       Dana transmitancja:                     

   

Otrzymano macierze:

d)      Dana transmitancja:

 

Otrzymano macierze:

 

3.3

Wyznaczanie charakterystyk czasowych oraz częstotliwościowych dla następujących elementów automatyki:

 

W celu wyznaczenia charakterystyk korzystaliśmy z następujących funkcji:

 

1. Dla charakterystyk czasowych:

Charakterystyka impulsowa dla układów ciągłych.

impulse (L, M)

Charakterystyka skokowa dla układów ciągłych.

step (L, M)

2. Dla charakterystyk częstotliwościowych:

Charakterystyka amplitudowo- fazowa dla układów ciągłych.

nyquist (L, M)

Charakterystyki częstotliwościowe dla układów ciągłych.

bode (L, M)

 

a)      element proporcjonalny: K = 2;

 

L=[2] ; M=[1]

 

Charakterystyka impulsowa:

 

 

 

 

 

 

 

Charakterystyka skokowa:

 

Charakterystyka amplitudowo- fazowa:

 

Charakterystyka częstotliwościowa:

 

 

b)     element całkujący idealny: T = 3;

 

L=[1] , M=[3 0]

 

Charakterystyka impulsowa:

 

Charakterystyka skokowa:

 

Charakterystyka amplitudowo- fazowa:

 

 

 

 

 

 

Charakterystyka częstotliwościowa:

 

 

c) element różniczkujący rzeczywisty: K = 0.1, T = 8;

 

L=[0.1 0] , M=[8 1]

 

 

Charakterystyka impulsowa:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Charakterystyka skokowa:

 

Charakterystyka amplitudowo- fazowa:

 

Charakterystyka częstotliwościowa:

 

c)      element inercyjny II-go rzędu: K=2, T1 = 2, T2 = 4;

 

L=[2] , M=[8 6 1]

 

 

 

Charakterystyka impulsowa:

 

Charakterystyka skokowa:

 

Charakterystyka amplitudowo- fazowa:

 

Charakterystyka częstotliwościowa:

 

3.4 Za zadanie było napisać m-plik, który pozwoli wykreślić charakterystyki: skokową, impulsową, amplitudowo-fazową, logarytmiczną modułu i fazy dla układu przedstawionego poniżej.

 

Poniżej zamieszczono listning z tego m-pliku:

 

%Dane

k=1.5;T1=2;T2=1;T3=1;

%Licznik i mianownik k+1/T1s+(T2*s)/(1+s*T2)

[J,H]=parallel([k],[1],[1],[T1 0]);

[L,M]=parallel([J],[H],[T2 0],[T3 1]);

w=0:0.01:200;

[mod,faza,w]=bode(L,M);

%Charakterystyka skokowa

step (L, M);grid;pause

%Charakterystyka impulsowa

impulse (L, M);grid;pause

%Charakterystyka amplitudowo - fazowa

nyquist(L,M,w);axis([-1 5 -5 2]);grid;pause

%Charakterystyka logarytmiczna modułu

semilogx(w,20*log10(mod)); grid;ylabel('Lm [dB]');pause

%Charakterystyka logarytmiczna fazy

semilogx(w,faza); grid;ylabel('faza [stopnie]');pause;

 

Oraz otrzymane wykresy:

 

Charakterystyka skokowa:

 

Charakterystyka impulsowa:

Charakterystyka amplitudowo – fazowa:

 

Charakterystyka logarytmiczna modułu:

 

 

Charakterystyka logarytmiczna fazy:

 

3.5

 

Zgłoś jeśli naruszono regulamin