Wyznaczanie odpowiedzi skokowej

Wydział Nauk Technicznych

II rok, studia stacjonarne

Mechatronika

Ćwiczenia laboratoryjne

Automatyka

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 2

Wyznaczanie odpowiedzi skokowej w Simulinku

Daniel Bojarojć

Kamil Kowalski

Grupa II


$$\ddot{y}\left( t \right) + 4\dot{y}\left( t \right) + 2y\left( t \right) = 2u\left( t \right)$$

Wyznaczenie równań stanu i wprowadzenie macierzy A, B, C, D


$$\begin{matrix} x_{1} = y \\ x_{2} = \dot{y} \\ \end{matrix} \rightarrow \dot{x_{1}} = x_{2}$$

Podstawiając x1 oraz x2 do równania otrzymujemy:


$$\dot{x_{2}} + 4x_{2} + {2x}_{1} = 2u(t)$$


$$\left\{ \begin{matrix} \dot{x_{1}} = x_{2} \\ \dot{x_{2}} = {- 2x}_{1} - 4x_{2} + 2u\left( t \right) \\ \end{matrix} \right.\ $$


$$\left\{ \begin{bmatrix} \dot{x_{1}} \\ \dot{x_{2}} \\ \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 0 & 1 \\ - 2 & - 4 \\ \end{bmatrix} \bullet \begin{bmatrix} x_{1} \\ x_{2} \\ \end{bmatrix} + \begin{bmatrix} 0 \\ 2 \\ \end{bmatrix} \right.\ u\left( t \right)$$


y = x1


$$y = \begin{bmatrix} 1 & 0 \\ \end{bmatrix} \bullet \begin{bmatrix} x_{1} \\ x_{2} \\ \end{bmatrix} + \left\lbrack 0 \right\rbrack u(t)$$

Macierze opisujące układ to:

$A = \begin{bmatrix} 0 & 1 \\ - 2 & - 4 \\ \end{bmatrix}$ $B = \begin{bmatrix} 0 \\ 2 \\ \end{bmatrix}$ $C = \begin{bmatrix} 1 & 0 \\ \end{bmatrix}$ D = [0]

%wprowadzenie macierzy opisujących układ

A=[0 1;-2 -4];

B=[0;2];

C=[1 0];

D=[0];

% konwersja macierzy do stanu transmitancji operatorowej

[NUM,DEN]=ss2tf(A,B,C,D)

Wyniki:

NUM =

0 0 2.0000

DEN =

1.0000 4.0000 2.0000

NUM – współczynniki wielomianu licznika transmitancji

DEN – współczynniki wielomianu mianownika transmitancji

% wyznaczenie odpowiedzi skokowej

x2=100; %punkty do wykreslenia odpowiedzi skokowej

odpskok=step(NUM,DEN,x2); %odpowiedz skokowa

dlugosc2=length(odpskok); %dlugosc wektora czasu

t1=0:x2/(dlugosc2-1):x2; %wektor czasu

skokmax=max(odpskok); %wzmocnienie w stanie ustalonym

% wyznaczenie wzmocnienia ukladu w stanie ustalonym

wzmocnienie=dcgain(NUM,DEN);

% WYKRES ODPOWIEDZI SKOKOWEJ

figure(1);

plot(t1,odpskok,'b',t1,skokmax,'k:')

axis([0 15 -0.1 1.2])

title('Odpowiedz skokowa ukladu');

xlabel('t(s)');

ylabel('H(t)');

legend('odpowiedz skokowa')

Odpowiedź skokowa układu w matlabie

Schemat modelowania analogowego równań stanu

Bramki użyte w schemacie:

Skok jednostkowy

Wzmocnienie

Całkowanie

Wyświetlacz

Węzeł sumacyjny (sumowanie kilku sygnałów)

Odpowiedź skokowa układu w simulinku

Wnioski:

Równanie stanu naszego układu wygląda następująco:


$$\left\{ \begin{matrix} \dot{x_{1}} = x_{2} \\ \dot{x_{2}} = {- 2x}_{1} - 4x_{2} + 2u\left( t \right) \\ \end{matrix} \right.\ $$

Na jego podstawie wyznaczyliśmy macierze A, B, C i D, które umożliwiły nam wykonanie modelu symulacyjnego otrzymanego równania stanu. Odpowiedź skokowa układu rośnie wykładniczo do 1, a po osiągnięciu 10s wzmocnienie przyjmuje wartość stałą. Jak widać na powyższych obrazkach odpowiedź jest w simulinku jest dokładnie taka sama jak wykreślona przez Matlaba.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Lab2-PA-odpowiedzi skokowe
Wykresy symulowanych odpowiedzi skokowych uk?ˇw o znanych
Wyznaczanie odpowiedzi częstotliwościowej filtru FIR rzędu N
Sprawozdanie 1 Wyznaczenie charakterystyk skokowych i impulsowych dla zadanych elementów liniowych w
Ćw 3 Odpowiedzi skokowe
Ćw 3 ?danie odpowiedzi skokowej podstawowych członów dynamicznych
Wyznaczyć odpowiedź obwodu rezystancyjnego jak na rysunku
Obliczanie odpowiedzi skokowej obiektu o danej transmitancji
LEX PROKURATOR Przekroczenie uprawnień lub niedopełenienie obowiązków jako wyznacznik odpowiedzialno
LEX PROKURATOR Przekroczenie uprawnień lub niedopełenienie obowiązków jako wyznacznik odpowiedzialno
07A Wyznaczanie transmitancji widmowej na podstawie danej charakterystyki skokowej
Sciaga-układy dynamiczne, Uzasadnić wpływ wartości wymuszenia skokowego na odpowiedź układu różniczk
07A Wyznaczanie transmitancji widmowej na podstawie danej charakterystyki skokowejid 7174
Odpowiedź impulsowa i skokowa
lisowski,dielektryki i magnetyki,Odpowiedź dielektryka na skokową zmianę pola elektrycznego
5 Algorytmy wyznaczania dyskretnej transformaty Fouriera (CPS)
wyklad 13nowy Wyznaczanie wielkości fizykochemicznych z pomiarów SEM
TEST zalicz mikroskopia czescETI z odpowiedz

więcej podobnych podstron