Примеры устройств, моделируемых типовыми звеньями

Пропорциональное звено: усилитель постоянного тока (УПТ); рычаги, редукторы.

При сравнительно медленных изменениях воздействий инерционностью таких устройств можно пренебречь и считать их безинерционными.

Интегратор: устройства, имеющие вал, частота вращения которого пропорциональна подаваемому на устройство сигналу: двигатели постоянного тока и внутреннего сгорания и др. Угол поворота вала пропорционален интегралу от частоты, а следовательно и от напряжения на якоре. Поэтому, например, все заслонки и задвижки в трубах, приводимые в действие двигателями, частота вращения которых пропорциональна подаваемому на них воздействию (напряжению, газу), могут в первом приближении рассматриваться как интеграторы. Аналоговые интеграторы - это УПТ, охваченные глубокой отрицательной обратной связью (интегратор Vissim'а это виртуальный аналог такого интегратора). Различные емкости, например гидравлические и электрические.

Рис.4.8. Примеры устройств, которые в первом приближении могут считаться интеграторами:

2. Задания к работе

1. Определить влияние коэффициента усиления и постоянной времени интегратора на его частотные характеристики (ЛАЧХ и ЛФЧХ).

Построить в программе Vissim виртуальный лабораторный стенд и получить частотные характеристики для трех интеграторов с разными значениями коэффициентов усиления. Поместить все ЛАЧХ и ЛФЧХ на одном рисунке вместе с лабораторным стендом, примерно вот так:

Рис. 4.9. Стенд для исследования интегратора и его частотные характеристики. В работе следует выполнить построение для k = 0.2, 1.0, 5.0

В работе следует взять значения коэффициентов усиления интеграторов, отличающиеся от тех, что приведены на рис. 4.9, а именно следует выполнить построение характеристик k = 0.2, 1.0, 5.0

На частотных характеристиках указать значения коэффициентов усиления соответствующих интеграторов и их постоянных времени.

2. Проанализировать связь частотных характеристик интегратора с его коэффициентом усиления и постоянной времени.

3. Записать формулы комплексного коэффициента передачи интегратора, его ЛАЧХ и ЛФЧХ. Вычислить несколько значений ЛАЧХ и ЛФЧХ интегратора для k = 0.2 и k = 5 и проставить в Paint'е точки на ЛАЧХ и ЛФЧХ. Вычисления можно провести на калькуляторе или в Маткаде:

Сделать вывод о том, являются ли блоки Integrator программы Vissim идеальными интеграторами ТАУ.