Практикум по дисциплине «теория автоматического управления» для студентов направлений 550200, 651900 «Автоматизация и управление»

Цель работы

Изучение методов дискретизации элементов аналоговых систем и методов моделирования дискретных систем.

Литература

1. [4] стр. 69-93;
2. [5] стр. 93-103;
3. [2] стр. 294-307.

Порядок выполнения работы

1. 
   Для обоих алгоритмов численного интегрирования записать дискретную передаточную функцию интегрирующего звена W_и(R) и соответствующее разностное уравнение. Рассчитать параметры структуры импульсной модели интегратора по данным величины шага квантования по времени h=0,1с и длительности импульсов АИМ T=0,01с.
   
2. 
   Собрать структурную схему импульсной модели интегратора. В качестве оператора обратного сдвига R^-1 использовать звено импульсной задержки W(p) = e^-hp . В приложении Simulink это звено реализуется блоком Transport Delay, в качестве параметров которого задается время задержки, равное в лабораторной работе шагу квантования h=0.1c. Подать на вход системы ступенчатый сигнал 1(t) и гармонический сигнал 1(t), предварительно дискретизировав их с помощью АИМ. В приложении Simulink это звено реализуется блоком Discrete Pulse Generator. Выходной сигнал дискретного интегратора подать на фиксатор нулевого порядка. Наблюдать и зарисовать в отчет дискретизированный входной сигнал и выходные сигналы интегратора с фиксатором и без него. Схема для моделирования в приложении Simulink приведена на рис.19.2.
   
3. 
   Для обоих алгоритмов численного дифференцирования записать дискретную передаточную функцию W_д(R) и соответствующее разностное уравнение. Рассчитать параметры структуры импульсной модели дифференциатора по данным величины шага квантования по времени h=0,1с и длительности импульсов АИМ p=0,01с.
   

Рис.19.2. Схема для выполнения лабораторной работы в приложении Simulink.

4. 
   Собрать схему импульсной модели алгоритма численного дифференцирования. Подать на вход системы
   

а) ступенчатый сигнал 1(t);
б) линейно растущий t1(t);
в) гармонический 1(t) сигналы. Наблюдать и зарисовать в отчет входной и выходной сигналы системы.
Для моделирования выбрать метод симуляции с фиксированным шагом, время моделирования принять 1 с; шаг моделирования 0,01 с.
Содержательная часть отчета должна включать подробные схемы моделирования дискретных интеграторов и дифференциаторов, реализованных методами прямых и обратных разностей; графики выходных сигналов этих устройств при различных входных воздействий. Для наибольшей наглядности на одном рисунке следует приводить график входного и выходного сигналов.