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Datei:Second order transfer function.svg

Aus MOOCsWiki Staging
Originaldatei (SVG-Datei, Basisgröße: 631 × 356 Pixel, Dateigröße: 80 KB)

Diese Datei stammt aus Wikimedia Commons und kann von anderen Projekten verwendet werden. Die Beschreibung von deren Dateibeschreibungsseite wird unten angezeigt.

Beschreibung

Beschreibung
English: Step responses for a second order system defined by the transfer function:

H(s)=ωn2s2+2ζωns+ωn2 where ζ is the damping ratio and ωn is the undamped natural frequency. The equations were obtained from here, plotted using maxima and edited in a text editor to insert the Greek alphabets in the plot. The equations are:

  1. hunder(t)=1−1β(ζ)e−ζωntsin⁡(β(ζ)ωnt+θ(ζ)),β(ζ)=1−ζ2,θ(ζ)=tan−1(β(ζ)ζ)
  2. hun(t)=1−cos⁡(ωnt)
  3. hcrit(t)=1−e−ωnt(1+ωnt)
  4. hover(t)=1+ωn2ζ2−1(e−s1ts1−e−s2ts2),s1=(ζ+ζ2−1)ωn,s2=(ζ−ζ2−1)ωn
Datum
Quelle Eigenes Werk
Urheber Krishnavedala
SVG‑Erstellung
InfoField
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Quellcode

Logo von: Python – Programmiersprache
Logo von: Python – Programmiersprache
Diese Mediendatei wurde erstellt mit Python (Programmiersprache) und NumPy (Programmbibliothek für die Programmiersprache Python) und Matplotlib (Bibliothek für Python, die mathematische Diagramme erzeugt)
Hier ist der Quellcode, der zum Erstellen dieser Datei verwendet wurde.

Deutsch ∙ македонски ∙ English ∙ +/−

from matplotlib.pyplot import *
from numpy import *

wt = linspace(0,15,100)
b = lambda z: sqrt(1. - z**2)
t = lambda z: arctan(b(z)/z)
h1 = lambda wt,z: 1. - exp(-z*wt)*sin(b(z)*wt+t(z))/b(z)
h2 = lambda wt: 1. - cos(wt)
h3 = lambda wt: 1. - exp(-wt)*(1.+wt)
s1 = lambda z: (z + sqrt(z**2-1.))
s2 = lambda z: (z - sqrt(z**2-1.))
h4 = lambda wt,z: 1. + ( (exp(-s1(z)*wt)/s1(z)) - \
	(exp(-s2(z)*wt)/s2(z)) ) / (2.*sqrt(z**2-1.))

fig = figure(figsize=(8,4))
ax = fig.add_subplot(111)
ax.grid(True)
ax.plot(wt,h2(wt),'g',label=r"undamped $(\zeta=0)$")
ax.plot(wt,h1(wt,.5),'b',label=r"under $(\zeta=0.5)$")
ax.plot(wt,h3(wt),'r',label=r"critical $(\zeta=1.0)$")
ax.plot(wt,h4(wt,1.5),'m',label=r"over $(\zeta=1.5)$")
ax.set_ylim(0,2)
ax.minorticks_on()

leg = ax.legend(frameon=False,handletextpad=.05)
setp(leg.get_texts(),fontsize=10)
ax.set_xlim(0,15)
ax.set_xlabel(r"$\omega t$",fontsize=15)
ax.set_ylabel("Step response",fontsize=12)
fig.savefig("Second_order_transfer_function.svg",bbox_inches="tight",\
	pad_inches=.15)

Quellcode

Logo von: Maxima – Computeralgebrasystem
Logo von: Maxima – Computeralgebrasystem
Diese Mediendatei wurde erstellt mit Maxima (Computeralgebrasystem)
Hier ist der Quellcode, der zum Erstellen dieser Datei verwendet wurde.

Deutsch ∙ македонски ∙ English ∙ +/−

beta(zeta) := sqrt(1-zeta^2);
theta(zeta) := atan(beta(zeta)/zeta);
h_under(wt) := 1 - beta(0.5)^-1*exp(-0.5*wt)*sin(wt*beta(.5)+theta(0.5));
h_un(wt) := 1 - cos(wt);
h_crit(wt) := 1 - exp(-wt) * (1+wt);
s1(zeta) := zeta+sqrt(zeta^2-1);
s2(zeta) := zeta-sqrt(zeta^2-1);
h_over(wt) := 1 + ((exp(-s1(1.5)*wt)/s1(1.5))-(exp(-s2(1.5)*wt)/s2(1.5)))/(2*sqrt(1.5^2-1));
load(draw);
draw2d(dimensions=[800,400],terminal=svg,
  user_preamble="set mxtics; set mytics;",
  grid=true, yrange=[0,2], xlabel="omega t",
  line_width=1.5, ylabel="Step response",
  key="under (zeta=0.5)",color=blue,explicit(h_under(wt),wt,0,15),
  key="critical (zeta=1)",color=red,explicit(h_crit(wt),wt,0,15),
  key="over (zeta=1.5)",color=magenta,explicit(h_over(wt),wt,0,15),
  key="undamped (zeta=0)",color=green,explicit(h_un(wt),wt,0,15)
 );

Lizenz

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w:de:Creative Commons
Namensnennung Weitergabe unter gleichen Bedingungen
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aktuell17:57, 7. Jun. 2011Vorschaubild der Version vom 17:57, 7. Jun. 2011631 × 356 (80 KB)wikimediacommons>Krishnavedalafigure correction after correcting the equations