1

LABORATORIUM PODSTAW AUTOMATYKI

IMIĘ i NAZWISKO

NR ĆW.

TEMAT ĆWICZENIA

OCENA

Łukasz Borkowski

Jakub Binkowski

1

CHARAKTERYSTYKI DYNAMICZNE

PODSTAWOWE CZŁONY DYNAMICZNE

ROK

GRUPA

DATA

2011/2012

12M1

2

I STANOWISKO POMIAROWE

3

II CEL ĆWICZENIA

Zadanie 1: Wyznacz transmitancji operatorową lub równanie (rrr), diagram symulacyjny uwzględniający rrr jak i transmitancję

operatorową oraz charakterystyki dynamiczne, dla poniższego przykładu:

ZADANIE 1

Widok całego okna

4

Wykres charakterystyk dynamicznych. Plot z podpiętymi: x(t), y(t) oraz yy(t).

Jak widać powyżej charakterystyki dynamiczne y(t) oraz yy(t) pokrywają się, co oznacza, że transmitancja operatorowa została dobrze
przeprowadzona. Blok symulacyjny został zbudowany poprawnie.

5

Odpowiedź Nyquist response

Odpowiedź Frequency response (Bode-Phase) Odpowiedź Frequency response (Bode-

Magnitude)

6

Zadanie 2: Wyznacz transmitancji operatorową lub równanie (rrr), diagram symulacyjny uwzględniający rrr jak i transmitancję

operatorową oraz charakterystyki dynamiczne, dla poniższego przykładu:

Widok całego okna

7

Wykres charakterystyk dynamicznych. Plot z podpiętymi: x(t), y(t) oraz yy(t).

Podobnie jak w poprzednim zadaniu charakterystyki dynamiczne y(t) oraz yy(t) pokrywają się, co także oznacza, że transmitancja operatorowa
została prawidłowo przeprowadzona oraz, że diagram symulacyjny został zbudowany prawidłowo.

8

Odpowiedź Nyquist response

Odpowiedź Frequency response (Bode-
Phase)

Odpowiedź Frequency response (Bode-
Magnitude)

9

Zadanie 3: Wyznacz transmitancji operatorową lub równanie (rrr), diagram symulacyjny uwzględniający rrr jak i transmitancję

operatorową oraz charakterystyki dynamiczne, dla poniższego przykładu:

Zbuduj diagram symulacyjny zbadaj odpowiedź układu na skok jednostkowy 1(t) ustaw opóźnienie na 2 [s], wyznacz wykresy dla
następujących parametrów współczynnika ζ (0, 0.2, 0.4, 0.7, 2 ) , T(0.1, 0.5, 0.7, 1, 2 ) oraz ωn (0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.7 ) - naraz zmieniaj jeden
parametr. Zestaw otrzymane wykresy na wykresie zbiorczym, dla zmian danego parametru. Wstaw blok transmitancji operatorowej i uzupełnij
go, wykreśl odpowiedź: Step response, Frequency response, Nyquist response.

Widok całego okna

10

Charakterystyka dynamiczna dla kombinacji 1, tj.: T=0.1 ; ro=0 ; omega=0.2

11

Odpowiedź Nyquist response

Odpowiedź Frequency response (Bode-Phase)

Odpowiedź Frequency response (Bode-
Magnitude)

Otrzymujemy następujący błąd:

Po kliknięciu OK pojawia się następujące
okienko:

12

Charakterystyka dynamiczna dla kombinacji 2, tj.: T=0.5 ; ro=0.2 ; omega=0.3

13

Odpowiedź Nyquist response

Odpowiedź Frequency response (Bode-Phase)

Odpowiedź Frequency response (Bode-
Magnitude)

14

Charakterystyka dynamiczna dla kombinacji 3, tj.: T=0.7 ; ro=0.4 ; omega=0.4

15

Odpowiedź Nyquist response

Odpowiedź Frequency response (Bode-Phase)

Odpowiedź Frequency response (Bode-
Magnitude)

16

Charakterystyka dynamiczna dla kombinacji 4, tj.: T=1 ; ro=0.7 ; omega = 0.5

17

Odpowiedź Nyquist response

Odpowiedź Frequency response (Bode-Phase) Odpowiedź Frequency response (Bode-

Magnitude)

18

Charakterystyka dynamiczna dla kombinacji 5, tj.: T=2 ; ro=2 ; omega=0.7

19

Odpowiedź Nyquist response

Odpowiedź Frequency response (Bode-Phase)

Odpowiedź Frequency response (Bode-
Magnitude)

20

Wykres zbiorczy przedstawiający charakterystyki dynamiczne dla kombinacji 1,2,3 i 5 (gdzie kolor czerwony – kombinacja 1, niebieski –
kombinacja 2, zielony – kombinacja 3, fioletowy – kombinacja 5).

Jak widać, na poniższym wykresie pominęliśmy kombinację nr4, ponieważ nie mogliśmy dodać piątego konektora.

21

WNIOSKI:

W przypadku kombinacji 3,4 i 5 nie mieliśmy żadnych problemów. Charakterystyki dynamiczne pokryły się, co oznacza, że prawidłowo
zbudowaliśmy diagram symulacyjny i prawidłowo przeprowadziliśmy transmitancję operatorową.

W przypadku kombinacji 1 wykres powoli, nieznacznie zaczyna się rozbiegać, a w przypadku kombinacji 2 rozbieżności są już duże. Nie
potrafimy wskazać przyczyn takiego problemu. Wykluczyliśmy jako powód zły diagram symulacyjny, a także źle przeprowadzoną transmitancję
operatorową, ponieważ są one takie same jak w przypadku kombinacji 3,4 i 5, z którymi nie było żadnych problemów.

22

Zadanie 4: Wyznacz odpowiedź na wymuszenie funkcją

gdzie, A – to miesiąc urodzenia, f – dzień

urodzenia, ϴ=f-A, dla układu opisanego transmitancją

Widok całego okna:

23

Charakterystyka dynamiczna:

24

Zadanie 5: Opracowanie tematu zadanego - Wyznacz charakterystyki: Step response, Frequency response, Nyquist response zadanego
podstawowego członu dynamicznego przy pomocy Vissima. Podaj przykładowe elementy rzeczywistych urządzeń technicznych, które można
modelować za pomocą opisywanego członu, oraz jego charakterystyki graficzne i zależności analityczne.

W naszym przypadku mieliśmy do opracowania człon różniczkujący rzeczywisty.

Widok całego okna:

25

Charakterystyka dynamiczna

Jak widać powyżej charakterystyki y(t) oraz yy(t) pokryły się co oznacza, że zadanie zostało wykonane prawidłowo.

26

Odpowiedź Nyquist response

Odpowiedź Frequency response (Bode-Phase)

Odpowiedź Frequency response (Bode-
Magnitude)

Za pomocą tego członu można modelować układy należące do dwóch rodzajów: hydraulicznych oraz elektrycznych z obwodami
magnetycznymi. W urządzeniach hydraulicznych niewielka zmiana objętości powoduje gwałtowny skok cisnienia cieczy roboczej, malejącego
następnie na skutek np. nieszczelności. W transformatorach elektrycznych skok napięcia w obwodzie pierwotnym powoduje wystąpienie
przepięcia po stronie wtórnej, malejącego w czasie wskutek przepływu prądu wtórnego w tym obwodzie.
Przykładem członu różniczkującego rzeczywistego jest czwórnik elektryczny CR.