Исследование частотных свойств линейных динамических звеньев

Тип работы:
Контрольная
Предмет:
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Министерство образования и науки Украины

Донбасская Государственная Машиностроительная Академия

Кафедра АПП

Лабораторная работа

по дисциплине

«Теория автоматического управления»

Выполнил

Проверил

Краматорск

Тема: Исследование частотных свойств линейных динамических звеньев

Исследуем апериодическое звено I-го порядка. Передаточная функция звена:

, где с

Теоретический расчет

1) Определение частотных характеристик звена.

Определяем активную и реактивную составляющие:

Зависимость амплитуды от частоты имеет вид

Зависимость угла сдвига фаз от частоты имеет вид

Построим графики АЧХ (рис. 1), ФЧХ (рис. 2) и АФЧХ (рис. 3) звена.

Рисунок 1 — амплитудно-частотная характеристика апериодического звена I-го порядка

Рисунок 2 — фазо-частотная характеристика апериодического звена I-го порядка.

Рисунок 3 — амплитудно-фазовая характеристика апериодического звена I-го порядка.

2) Построим логарифмические частотные характеристики апериодического звена I-го порядка.

Определяем коэффициент усиления звена: K = 1

Кол-во чистых на низких частотах наклон = 0

Определяем сопрягающие частоты:

По полученным результатам строим ЛАЧХ и ЛФЧХ звена (рис. 4).

Рисунок 4 — логарифмические частотные характеристики апериодического звена I-го порядка

Практический расчет

Определим характеристики и экспериментальным путем.

Для этого используем измерительный стенд (рис. 5).

На вход исследуемого звена подадим синусоидальный сигнал.

Модуль вектора равен отношению амплитуд выходного и входного сигналов.

Фазовую характеристику получаем путем измерения фазового сдвига между входным и выходным сигналами.

Рисунок 5 — принципиальная схема апериодического звена I-го порядка

Подавая на вход звена синусоидальное напряжение амплитудой 10 В и изменяя частоту этого напряжения от 1Гц до 20кГц, производим замеры амплитуды выходного сигнала и величины фазового сдвига.

Для вычисления величины фазового сдвига воспользуемся формулой

,

где — частота входного сигнала; - сдвиг фаз во времени;

Результаты измерения заносим в таблицу Таблицу 1.

Таблица 1 — Результаты измерений

0,001

0,02

0,08

0,15

0,4

0,8

1

1,2

3

5

10

20

6,28

125,6

502,4

942

2512

5024

6280

7536

18 840

31 400

62 800

125 600

-10,35

-10,28

-9. 54

-8

-4,65

-2,75

-2,24

-1,9

-0,803

-0,49

-0,248

-0,125

-0,37

-7,4

-27,48

-43,2

-67

-79,2

-80,64

-82

-86,72

-88,2

-89,3

-89,99

10

10

9,9

8,87

7,14

3,53

1,86

1,49

1,25

0,5

0,3

0,151

0,075

1

0,99

0,87

0,714

0,353

0,186

0,149

0,125

0,05

0,03

0,015

0,0075

0

-0,09

-1,2

-2,93

-9

-14,6

-16,54

-18

-26

-30,5

-36,5

-42,5

Отобразим на одном графике частотные характеристики, полученные расчетным и опытным способами.

Внешний вид амплитудно-частотной характеристики указан на Рис. 6, фазо-частотной характеристики — на рис. 7, логарифмических частотных характеристик — на рис. 8.

Рисунок 6 — амплитудно-частотные характеристики, полученные расчетным способом (красн) и на практике (син).

Рисунок 7 — фазо-частотные характеристики, полученные расчетным способом (красн) и на практике (син)

Рисунок 8 — логарифмические частотные характеристики, полученные расчетным способом (красн) и на практике (син).

Вывод: исследовали частотные свойства апериодического звена I-го порядка. Рассчитали его частотные характеристики теоретически и на практике.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой