Исследование частотных свойств линейных динамических звеньев
Апериодическое звено I-го порядка, его передаточная функция и частотные характеристики. Активная и реактивная составляющие. Зависимость амплитуды и угла сдвига фаз от частоты. Логарифмические частотные характеристики апериодического звена I-го порядка.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.04.2010 |
| Размер файла | 146,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
6
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 10В 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 |
18840 |
31400 |
62800 |
125600 |
|
|
-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.
Подобные документы
Состав частотных и логарифмических частотных характеристик. Частотные характеристики апериодического, интегрирующего, колебательного и идеального дифференцирующего звеньев. Уравнение динамических свойств колебательного и апериодического звеньев.
контрольная работа [16,2 K], добавлен 06.10.2015Экспериментальное исследование свойств и характеристик линейных динамических звеньев первого порядка во временной и частотной области. Исследование переходной функции h(t). Исследование частотных характеристик устойчивого апериодического звена.
лабораторная работа [111,7 K], добавлен 21.04.2012Задание звена в командном окне. Амплитудно-частотная характеристика звена, его передаточная функция и дифференциальное уравнение. Исследование безинерционного, инерционного звена первого порядка, интегрирующего идеального дифференцирующего реального.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 17.01.2013Временные и частотные характеристики основных типов динамических звеньев. Свойства переходной и весовой функции. Способы экспериментального определения неизвестных параметров звеньев по их временным характеристикам. Параметры колебательного звена.
лабораторная работа [835,6 K], добавлен 27.03.2016Определение передаточной функции объекта апериодического звена второго порядка. Получение его временных и логарифмических амплитудно-фазовых частотных характеристик. Расчет объекта колебательного звена. Изучение показателей качества переходного процесса.
курсовая работа [875,4 K], добавлен 03.06.2015Понятия амплитудной и фазовой частотных характеристик и формулы для их определения. Расчет частотной передаточной функции для инерционного, колебательного, интегро-дифференцирующего, идеального и реального интегрирующих звеньев и устройств регулирования.
лабораторная работа [1,3 M], добавлен 06.06.2016Понятие и свойства динамического звена, его значение в работе системы. Передаточная функция системы и ее основные звенья. Характеристики соединений звеньев и порядок построения их логарифмических частотных. Определение идеального дифференцирующего звена.
реферат [171,3 K], добавлен 08.08.2009Частотная и переходная характеристики замкнутой системы, запас устойчивости по фазе. Построение логарифмических частотных характеристик для звеньев первого порядка, методика построения и расчета амплитудной и фазовой модуляции при рабочих частотах.
лабораторная работа [659,9 K], добавлен 30.03.2011Логарифмические частотные характеристики. Передаточные функции следящих систем. Передаточные функции в обобщенной структурной схеме радиотехнической следящей системы. Типовые динамические звенья. Логарифмическая амплитудно-частотная характеристика.
реферат [100,0 K], добавлен 21.01.2009Решение задачи синтеза корректирующего устройства при коррекции систем управления. Передаточная функция интегрирующей цепи. Методы синтеза последовательных корректирующих устройств и их классификация. Их логарифмические частотные характеристики.
контрольная работа [66,9 K], добавлен 13.08.2009
