Контрольные вопросы

1. Каковы цели и задачи работы? Цели и задачи работы: освоение методов анализа линейных систем с помощью программы Vissim; изучение основных характеристик типовых линейных звеньев, построение и анализ переходных характеристик интегратора, апериодического и колебательного звеньев.

2. Что такое типовые звенья линейных систем? Для чего они используются? Типовые звенья - это простые модели элементов сложных линейных систем и даже систем вцелом.Типовые звенья используются для построения сложных линенйных систем.

3. Какие типы звеньев Вы знаете?

   1. Простейшие (пропорциональное звено, интегратор и дифференцирующее звено);

   2. Звенья первого порядка (апериодическое или инерционное, инерционно-дифференцирующее, форсирующее и др.)

   3. Звено второго порядка (колебательное и его частный случай – апериодическое второго порядка);

   4. Звено третьего порядка (способное терять устойчивость, его можно назвать звеном Вышнеградского).

   5. Звено запаздывания.

4. Какие характеристики звеньев Вы знаете?

1. Переходная характеристика h(t) - реакция звена на ступенчатое единичное воздействие 1(t);

2. Передаточная функция W(s), связывающая изображения входного X(s) и выходного Y(s) сигналов линейного звена;

3. Комплексный коэффициент передачи W(jw), связывающий спектры входного X(jw) и выходного Y(jw) сигналов линейного звена

4. Импульсная или весовая функция w(t) реакция звена на дельта-функцию Дирака d(t).

5. Что такое ступенчатое единичное воздействие 1(t)? Единичным ступенчатым воздействием называется воздействие, описываемое единичной ступенчатой функцией

6. Что такое переходная характеристика звена? Что она может характеризовать? Переходная характеристика или функция позволяет и качественно, и количественно характеризовать быстродействие звеньев и систем. Переходный процесс может быть как монотонным, так и колебательным и его длительность и является количественной характеристикой быстроты реакции звена на прикладываемые к нему воздействия.

7. Что такое интегратор, апериодическое звено, колебательное звено? Как выглядят их переходные характеристики? Интегратор – звено, выходной сигнал y(t) которого пропорционален интегралу по времени от входного сигнала x(t). Переходная характеристика интегратора имеет вид прямой исходящей из нуля. Апериодическое звено – звено, которое можно описать дифференциальным уравнением. Переходная характеристика апериодического звена является экспонентой.Колебательное звено – звено, уравнение которого имеет вид: , Переходная характеристика колебательного звена имеет вид синусоиды с определенным коэффициентом затухания.

8. Как построить в среде VisSim блок-схему, позволяющую определить реакцию интегратора на ступенчатое воздействие? А на синусоидальное воздействие? Необходимо добавить на рабочее пространство генератор либо единичного ступенчатого, либо синусоидального воздействия, интегратор и осциллограф, и соединить. При необходимости изменения коэффициента усилеия нужно добавить блок усиления.

9. Порядок определения переходной характеристики апериодического звена.

   1. Поместить в рабочее пространство VisSim следующие блоки:

      1. генератор ступенчатого единичного воздействия 1(t): Blocks ->SignalProducer ->step;

      2. блок линейной системы, или линейный блок, описываемый передаточной функцией W(s): Blocks ->LinearSystem ->TransferFunction;

      3. осциллограф: Blocks -> Signal Consumer ->plot.

      4. Подключить step к входу блока TransferFunction, а его выход к входу осциллографа plot.

   2. Настроить линейный блок: дважды щелкнуть по блоку левой кнопкой мыши или один раз правой. В появившемся окне установить: усиление (Gain) равным 4.7, числитель (Numerator) оставить равным 1, для знаменателя (Denominator) набрать 0.2 (пробел) 1. Символы "s" и "+" в знаменателе не указываются, они по принятому в VisSim соглашению заменяются при вводе одним пробелом. Нажать ОК.

10. Порядок определения переходной характеристики колебательного звена.

    1. Поместить в рабочее пространство Vissim следующие блоки:

       1. генератор ступенчатого единичного воздействия 1(t): Blocks ->SignalProducer ->step;

       2. блок линейной системы, или линейный блок, описываемый передаточной функцией W(s): Blocks ->LinearSystem ->TransferFunction;

       3. осциллограф: Blocks -> Signal Consumer ->plot.

       4. Подключить step к входу блока TransferFunction, а его выход к входу осциллографа plot.

    2. Настроить линейный блок: дважды щелкнуть по блоку левой кнопкой мыши или один раз правой. В появившемся окне установить: усиление (Gain) равным 7.8, числитель (Numerator) оставить равным 1, для знаменателя (Denominator) в случае, когдаТ=0.2 и z=2 набрать 0.04 (пробел) 0.8 (пробел) 1. Символы "s²" и "+", а также "s" и "+"  в знаменателе не указываются, они по принятому в VisSim соглашению заменяются при вводе пробелами. Нажать ОК.

11. Какие свойства осциллографа plot можно поменять для улучшения наглядности графика? Можно изменить заголовок графика, имена меток и цвета лучей.

12. Как изменить число точек на графике? Что при этом следует контролировать? Как сохранить значения координат точек графика в файле? Количество точек изменяется с помощью изменения временного ага в меню Симуляция ->Настройки Симуляции. Чтобы сохранить данные графика в файл нужно кликнуть правой кнопкой мыши на осциллограф и нажать «SaveDatatoFile».

Вывод

Освоил методы анализа линейных систем с помощью программы VisSim; изучил основные характеристики типовых линейных звеньев.