Şəkil 1.5
2.2.Çəki xarakteristikasının qurulması
Bu məqsədlə əvvəlcə giriş siqnalı olan vahid impuls
(t)-ni formalaşdırmaq lazımdır.
Vahid impuls aşağıdakı ifadə əsasında formalaşdırılır:
)
5
2
(
10
,
,
1
,
)
(
1
)
(
1
)
(
a
h
a
t
t
h
t
Şəkil 1.6-da müvafiq realizasiya sxemi (a) və alınmış impuls (b) göstərilmişdir.
1(t)
1(t-Del)
Impuls
Del=0.001
1/Del
Transport
Delay
Step
Scope
1000
Gain
a)
h(t)
t
45
t
b)
Şəkil 1.6
1. Obyektin modeli ötürmə funksiyası şəklində verilmişdir:
5
4
8
2
5
)
(
2
3
4
s
s
s
s
s
s
W
.
Şəkil 1.7-də müvafiq Simulink sxemi (a) və alınmış çəki xarakteristikası
(t) (b)
göstərilmişdir.
1t)
1(t-Del)
y
Impuls
OBYEKT
1/Del
Del=0.001
Transport
Delay
s+5
s +2s +8s +4s+5
4
3
2
Transfer Fcn
Step
Scope
1000
Gain
a)
b)
Şəkil 1.7
2. Obyektin tənliyi əvvəldə göstərilmiş vəziyyət modeli şəklində verilmişdir:
.
,
)
2
.
1
(
3
5
.
0
2
,
1
2
1
2
2
1
x
y
t
u
x
x
x
x
x
Burada
.
0
,
)
0
1
(
,
3
0
,
5
.
0
2
1
0
D
C
B
A
Başlanğıc şərt
3
.
1
,
0
20
10
x
x
. Gecikmə
s
2
.
1
(t)
(t)
t
46
Şəkil 1.8-də Simulink sxemi (a) və çəki xarakteristikası
)
)(
(
b
t
göstərilmişdir.
Impuls
1
Tau=1.2
OBYEKT
y
Transport
Delay1
Transport
Delay
Step
x' = Ax+Bu
y = Cx+Du
State-Space
Scope
1000
Gain
a)
b)
Şəkil 1.8
Çoxölçülü hal. Bu halda obyektin giriş
,...
,
2
1
u
u
sayı m və çıxış
,...
,
2
1
y
y
sayı l birdən
böyük olur. Daxil edilən matrislərin ölçüsü müvafiq olaraq
)
(
),
(
),
(
n
l
C
m
n
B
n
n
A
və
)
(
m
l
D
olmalıdır. Məsələn, n=2, m=2, l=2 olarsa,
)
2
2
(
),
2
2
(
),
2
2
(
C
B
A
,
)
2
2
(
D
.
Obyektə Mux blokunun vasitəsilə
,...
,
2
1
u
u
giriş siqnalları verilir. Scop cihazında eyni
zamanda l sayda
,...
,
2
1
y
y
çıxışların qrafikləri alınır.
Şəkil 1.9-da n=2, m=2, l=2 halında modelləşdirmə sxemi (a), və keçid xarakteristikaları
y
1
,y
2
(b) göstərilmişdir.
u1=1
u2=1
y1,y2
Step2
Step1
x' = Ax+Bu
y = Cx+Du
State-Space
Scope2
a)
b)
Şəkil 1.9
Qeyd: Vəziyyət
n
x
x
x
,...,
,
2
1
dəyişənlərini almaq üçün C=I, D=0 daxil etmək kifayətdir. I-
n
n
-
ölçülü vahid matrisdir.
(t)
t
y
1
y
2
t
47
3. Tapşırıq və işin aparılma qaydası
1. Hər bir variant 2-5 nəfərdən ibarət qruplar üçün nəzərdə tutulub.
2. Variantlar üzrə obyektin W(s) ötürmə funksiyası və (A, B, C, D) vəziyyət modelini
seçməli.
3. Bu modellər üçün Matlabda step və impulse funksiyası ilə nümunə 1-ə əsasən proqram
tərtib edib keçid və çəki xarakteristikalarını almaq (2 saat).
4. Həmən modellər üçün Simulinkdə nümunə 2-yə əsasən müvafiq sxemlər qurub keçid
və çəki xarakteristikalarını almaq (2 saat).
4. Hesabatın məzmunu
Hesabat 2-5 nəfərdən ibarət qruplar üçün tərtib olunur.
1. İşin adı və məqsədi.
2. Variant üzrə verilmiş modellər.
3. Matlab proqramı və zaman xarakteristikaları.
4. Simulink sxemi və zaman xarakteristikaları.
5. Yoxlama sualları
1. Zaman xarakteristikaları.
2. Vahid təkan və vahid impuls.
3. Keçid xarakteristikalarını qurmaq üçün Matlab funksiyaları.
4. Vahid təkanın və impulsun Simulinkdə realizasiya sxemi.
6. Variantlar
№ Ötürmə funksiyası, W(s)
Vəziyyət modelləri (A, B, C, D)
1.
1
2
3
1
2
3
s
s
s
s
1
,
2
,
2
,
2
),
1
0
(
0
1
),
0
1
(
,
2
0
1
1
,
6
.
0
5
.
2
1
0
0
l
m
n
s
x
D
C
B
A
2.
s
e
s
s
s
s
6
.
0
2
3
10
2
10
10
2
,
1
,
2
,
5
.
0
,
0
1
0
,
0
1
1
0
,
1
0
,
8
.
0
2
1
0
0
l
m
n
x
D
C
B
A
3.
1
2
3
6
2
3
2
3
4
2
s
s
s
s
s
s
1
,
1
,
3
),
0
1
1
(
2
),
1
1
0
(
,
0
1
0
,
3
0
10
0
2
0
0
0
1
0
l
m
n
x
D
C
B
A
4.
)
3
)(
2
)(
1
(
5
3
s
s
s
s
2
,
2
,
2
,
4
.
0
0
2
1
0
,
1
0
0
1
,
1
2
1
0
,
4
.
0
3
1
0
l
m
n
D
C
B
A
5.
s
e
s
s
s
5
.
1
2
2
4
.
0
2
1
,
1
,
2
,
)
0
1
(
0
),
0
1
(
,
6
0
,
12
20
1
0
0
l
m
n
x
D
C
B
A
6.
)
2
(
)
1
(
2
2
s
s
2
,
1
,
2
,
)
1
1
(
0
1
,
1
0
1
1
,
2
0
,
7
.
0
2
1
0
0
l
m
n
x
D
C
B
A
48
7.
s
e
s
s
2
2
1
2
.
0
1
2
,
2
,
2
,
)
2
0
(
0
1
2
0
,
3
0
0
2
,
1
0
0
1
,
5
.
0
1
1
0
0
l
m
n
x
D
C
B
A
8.
2
6
15
10
2
2
3
s
s
s
s
1
,
1
,
2
,
0
0
),
0
2
(
,
1
0
,
6
.
0
4
1
0
0
l
m
n
x
D
C
B
A
9.
s
e
s
s
s
2
2
3
1
10
2
1
1
,
1
,
3
),
0
0
5
(
0
),
0
1
1
(
,
3
1
1
,
10
2
3
0
4
0
0
2
5
0
l
m
n
x
D
C
B
A
10.
)
1
3
)(
1
(
1
2
s
s
s
2
,
2
,
2
,
2
.
0
),
1
1
(
4
3
2
1
,
0
2
1
1
,
1
0
0
1
,
3
12
1
0
0
l
m
n
x
D
C
B
A
Ədəbiyyat
1. Rüstəmov Q.Ə. Avtomatik tənzimləmə nəzəriyyəsi. 1-ci hissə. Bakı, 2003, 404 s.
2. Əlizadə A.N., Namazov M.B., Aslanov M.S. Matlab tətbiqi proqramlar paketi və
simvollu riyaziyyat. Dərs vəsaiti. Bakı, 2005, 280 s.
3. Seyidov M.İ., Qardaşova L.A., Səlimov V.H. Kompüter riyaziyyatı. Metodik vəsait,
Bakı, “Təhsil” EİM, 2010, 188 s.
49
LABORATORİYA İŞİ №7
(2 saat)
İDARƏETMƏ OBYEKTLƏRİNİN TEZLİK XARAKTERİSTİKALARININ QURULMASI
İşin məqsədi: İdarəetmə obyektlərinin adi və Loqarifmik tezlik xarakteristikalarının
qurulması və tədqiqi.
1. N
əzəri məlumat
İdarəetmə obyektlərinin əksəriyyətinə yüksək tezlikli siqnallar təsir edir. Belə şəraitdə
onların özünü necə aparmasını bilmək vacibdir. Bundan başqa süzgəclər və generatorlar tezlik
xarakteristikaları əsasında qurulur.
Xətti obyektlərdə tezlik xarakteristikalarının alınması aşağıdakı qanunauyğunluğa
əsaslanır: xətti obyektin girişinə
tezlikli harmonik siqnal verdikdə qərarlaşmış rejimdə,
yəni keçid prosesi başa çatdıqdan sonra, çıxış siqnalının tezliyi dəyişməyib yalnız
amplitudu və fazası dəyişir. Həm də bu amplitud və faza giriş siqnalının tezliyindən asılı
olur. Fərz edək ki,
Giriş siqnalı:
.
)
sin(
1
1
t
A
u
Çıxış siqnalı:
.
)
sin(
2
2
t
A
y
Aşağıdakı tezlik xarakteristikalarından istifadə olunur:
Amplitud-tezlik xarakteristikası – çıxış siqnalının amplitudunun giriş siqnalının
amplituduna nisbəti:
1
2
)
(
)
(
A
A
A
. (1)
Faza-tezlik xarakteristikası – çıxış və giriş siqnallarının fazası arasındakı fərq:
.
)
(
)
(
1
2
(2)
Xətti sistemlərdə homogenlik (miqyaslaşma) xassəsi ödənildiyindən n giriş siqnalının A
1
amplitudu neçə dəfə dəyişdirilərsə çıxışın A
2
amplitudu da bir o qədər dəyişəcəkdir. Bu səbəbdən
(1) nisbəti sabit qalacaqdır. Giriş
1
fazasını sürüşdürsək çıxış
2
fazası da bir o qədər
sürüşəcəkdir və nəticədə (2) fərqi sabit qalacaqdır. Göstərilən səbəblərə əsasən hesablamaları
(eksperimenti) asanlaşdırmaq üçün giriş siqnalının parametrlərini A
1
=1 ,
0
1
qəbul etmək
əlverişlidir.
Tezlik xarakteristikaları əsasən iki üsulu ilə alınır.
1. Təcrübi (eksperimental) üsul.
2. Analitik üsul.
Birinci üsuldan obyektin riyazi modeli məlum olmadıqda istifadə edilir və təcrübə
bilavasitə obyektdə aparılır. Obyektin ötürmə funksiyası məlum olarsa ikinci üsuldan istifadə
olunur.
Analitik üsul. Obyektin ötürmə funksiyası:
m
n
a
s
a
s
a
b
s
b
s
b
s
W
n
n
n
m
m
m
,
...
...
)
(
1
1
0
1
1
0
(3)
Ötürmə funksiyası W(s)-dən tezlik xarakteristikalarının alınması (3) ifadəsində
j
s
əvəzləməsini etdikdən sonra onun həqiqi və xəyalı hissələrə ayrılmasına əsaslanır:
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
j
e
A
jI
R
j
W
. (4)
50
1.
Adi tezlik xarakteristikaları
Bu halda tezlik xarakteristikaları xətti miqyasda qurulur və aşağıdakılardır:
həqiqi tezlik xarakteristikası (HTX) -
)
(
R
;
xəyalı tezlik xarakteristikası (XTX) -
)
(
I
;
amplitud-tezlik xarakteristikası (ATX) -
;
)
(
)
(
)
(
2
2
I
R
A
faza-tezlik xarakteristikası (FTX) -
.
2
/
)
(
),
)
(
)
(
(
)
(
R
I
arctg
Obyektin giriş kanalında gecikmə mövcud olarsa ötürmə funksiyası aşağıdakı şəkildə
yazılır.
s
e
s
W
s
W
)
(
)
(
.
Bu halda
)
sin(
)
cos(
j
e
j
Eyler düsturundan istifadə edib gecikmə
operatorunu ləğv etmək olar. Gecikmə operatoru
s
e
-ni Pade sırasına ayırdıqda təqribi nəticə
alınır.
Kompleks müstəvidə (2) ifadəsinə əsasən
)
(
j
W
uzunluğu
)
(
A
, bucağı isə
)
(
olan vektorun
tezliyi -
-dan +
-a qədər dəyişdikdə ucunun cızdığı əyrini (hodoqrafı)
xarakterizə edir. Praktiki tətbiqlərdə qodoqrafın tezliyin müsbət
0
intervalına düşən
hissəsindən istifadə olunur. Vektorun cızdığı əyri amplitud-faza tezlik xarakteristikası
(AFTX) adlanır.
2. Loqarifmik
tezlik xarakteristikaları
Mühəndis praktikasında Bode tərəfindən təklif olunmuş Loqarifmik tezlik
xarakteristikalarından istifadə edilir.
Loqarifmik miqyasa keçidin əsas üstünlüyü aşağıdakılardır:
1. Daha geniş tezlik dapazonunu əhatə etməyə imkan verir.
2. Qurulmuş Loqarifmik tezlik xarakteristikalarının əyriliyi azalır ki, bu da onları bir
neçə düz xətt parçası ilə əvəz etməyə imkan verir. Belə xəttiləşdirmə əməliyyatı heseblamaları
asanlaşdırır.
Loqarifmik amplitud tezlik xarakteristikaları (LATX):
.
,
)
(
lg
20
)
(
dB
A
L
(5)
L-in ölçü vahidi desibel-dir, (dB).
İfadə (5)-ə əsasən LATX-nı hesablamaq üçün əvvəlcə adi ATX, yəni
)
(
A
-nı
hesablamaq lazımdır. Loqarifmik miqyasda absis oxunda lg(
) əsasında bölgüləmə aparılır.
Lakin bölgü nöqtələrinə
tezliyinin özünün qiymətləri yazılır.
Absis oxunun ölçü vahidi oktava (tezliyin 2 dəfə dəyişmə intervalı) və ya dekada
(tezliyin 10 dəfə dəyişmə intervalı) qəbul olunub.
Dostları ilə paylaş: |