Лабораторная работа2 Моделирование динамических систем в Simulink Цель работы: Моделирование процесса идентификации переходной, импульсной характеристик, пересчет импульсной в переходную, а переходной – в импульсную характеристику. Задание. Для варианта, заданного в лабораторной №2, промоделировать определение полных динамических характеристик в приложении Simulink по примеру. Работа с пакетом SIMULINK начинается с запуска системы MATLAB. В блок TransferFcn вписали получившуюся полиномиальную передаточную функцию. Изменили параметра блока (рисунок 1). Рисунок 1 Затем в блок Zero-Pole вписали полюсно-нулевую передаточную функцию (рисунок 2). Рисунок 2 Собрали схему (рисунок 3) 2 Рисунок 3 Параметры блоков: Step (ступенчатое воздействие), Derivative, Derivative1, Derivative2, Integrator, Zero-OrderHold и т. д. приведены на рисунке 4. 3 Рисунок 4 Показано получение переходной характеристики (на осциллографе Scope) – отклика на ступенчатое воздействие (Step) одной и той же системы, заданной полиномиальной (TransferFnc) и полюсно-нулевой передаточной функции (Zero- 4 Pole). Импульсная характеристика получается дифференцированием переходной характеристики (Derivative2). Дифференцирование воздействияStep моделирует дельта импульс на входе(Derivative1). Отклик системы – импульсная характеристика (на осциллографе Scope1). Интегрированием (Integrator) пересчитываем eeв переходную характеристику. Дискретизируя отклик (Zero-OrderHold), с использованием FFT (преобразования Фурье) получаем АЧХ системы (SpectrumScope). В командном окне преобразуем с помощью c2d(H,dt) для dt=0.1 непрерывную модель в дискретную форму - H(s) в H(z). Убеждаемся, что отклики совпадают. Модель H(z) будет использована в следующей работе. Переходная характеристика системы на осциллографе Scope (рисунок 5) Рисунок 5 - Переходная характеристика системы 5 Отклик системы - импульсная характеристика на осциллографе Scope1 (рисунок 6). Рисунок 6 - Импульсная характеристика системы Отклики непрерывной и дискретной системы на осциллографе Scope2 (рисунок 7). Рисунок 7 - Отклики непрерывной и дискретной системы Дискретизируя отклик с использованием FFT (преобразования Фурье) получаем АЧХ системы (рисунок 8). 6 Рисунок 8 - АЧХ системы Вывод: в ходе выполнения лабораторной работы было проведено моделирование процесса идентификации переходной, импульсной характеристик, пересчет импульсной в переходную, а переходной – в импульсную характеристику. 7 Вопросы 1. Какие характеристики наблюдаются на осциллографе Scope, какие на осциллографе Scope1? Переходной характеристики (на осциллографе Scope) Импульсная характеристика (на осциллографе Scope1) 2. Для каких целей используются блоки производных Derivative, Derivative1 иDerivative2? Дифференцирование воздействия Step моделирует дельта импульс на входе (Derivative1) Для получения импульсной характеристики дифференцированием переходной характеристики (Derivative2). 3. Для чего используется блок Integrator? Интегрированием (Integrator) пересчитываем импульсную характеристику в переходную характеристику 4. Что показывает осциллограф SpectrumScope? АЧХ системы 5. Для чего использован блок Zero-OrderHold? Для дискретизации отклика 6. Прокомментируйте результаты визуализации работы системы. Показано получение переходной характеристики (на осциллографе Scope) – отклика на ступенчатое воздействие (Step) одной и той же системы, заданной полиномиальной (TransferFnc) и полюсно-нулевой передаточной функции (Zero-Pole). Импульсная характеристика получается дифференцированием переходной характеристики (Derivative2). Дифференцирование воздействияStep моделирует дельта импульс на входе(Derivative1). Отклик системы – импульсная характеристика (на осциллографе Scope1). Интегрированием (Integrator) пересчитываем eeв переходную характеристику. Дискретизируя отклик (Zero-OrderHold), с использованием FFT (преобразования Фурье) получаем АЧХ системы (Spec- trumScope). В командном окне преобразуем с помощью c2d(H,dt) для dt=0.1 непрерывную модель в дискретную форму - H(s) в H(z). Убеждаемся, что отклики совпадают. 8
