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 06.10.2015

  • Экспериментальное 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 21.04.2012

  • Задание 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 17.01.2013

  • Временные 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 27.03.2016

  • Определение 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 03.06.2015

  • Понятия 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 06.06.2016

  • Понятие 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 08.08.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.