БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Кафедра РТС
РЕФЕРАТ
На тему:
«Колебательные, инерционно-дифференцирующие и интегрирующие звенья радиотехнических следящих систем»
МИНСК, 2008
К колебательным звеньям относят звенья, описываемые дифференциальным уравнением следующего вида:
где ξ – коэффициент затухания (для звеньев автоматических систем ξ = 0,5…0.7).
К таким звеньям относятся RLC контура, акселерометры и др.
Обозначим (собственная частота) и разделим почленно все слагаемы числителя и знаменателя на Т2
; в результате получим:
где – частота затухающих колебаний;
.
Рис. 1. Переходная и логарифмическая амплитудно-частотная характеристики колебательного звена.
По мере увеличения ξ, длительность переходного процесса увеличивается, частота колебаний уменьшается и при процесс может быть описан ДУследующего вида:
или
,
где
,
Такое звено называется апериодическим звеном 2-го порядка. Передаточная функция звена определяется выражением
Апериодическое звено 2ого порядка может быть представлено как два последовательно соединенных апериодических звена 1ого порядка. Характеристики звена:
и – сопрягающие частоты.
ЛАЧХ (рис.3.9):
ФЧХ:
Переходная характеристика (рис.2):
.
Рис. 2. Переходная и логарифмическая амплитудно-частотная характеристики апериодического звена 2-го порядка
Дифференцирующие звенья. К идеальным дифференцирующим звеньям
относят звенья, выходная величина которых пропорциональна производной входной величины:
В автоматических системах единственным примером идеального дифференцирующего звена является тахогенератор.
Величинаk имеет размерность времени, называется постоянной времени дифференцирования и обозначается Т.
Она может быть определена, если входные и выходные величины имеют одну и ту же физическую природу следующим образом: постоянная времени определяется как интервал времени от момента подачи на вход линейно изменяющегося напряжения до момента времени, когда напряжение на выходе сравняется с напряжением на входе (рис. 3).
Рис.3. К определению постоянной времени идеального дифференцирующего звена
Характеристики идеального дифференцирующего звена:
; ; ; q(t) = k δ(t);
.
Рис. 4. ЛАЧХ идеального дифференцирующего звена
К инерционным дифференцирующим звеньям относятся звенья, имеющие следующие характеристики:
; ; ; .
Рис.5. Переходная характеристика инерционного дифференцирующего звена
Рис. 6. ЛАЧХ инерционного дифференцирующего звена
Примером инерционного дифференцирующего звена является RC цепь (рис. 6).
Рис. 7. Схема инерционного дифференцирующего звена
Форсирующее звено представляет собой параллельное соединение безынерционного и идеального дифференцирующего звеньев:
.
Звено используется для коррекции передаточных функций систем (компенсирует запаздывание фазы, вносимое интегрирующими звеньями).
Характеристики звена (рис.7):
;
; .
Рис. 8. Характеристики форсирующего звена
Интегрирующие звенья. К идеальным интегрирующим звеньям относят звенья, выходная величина у которых равна интегралу от входной величины:
;
где ; Т – постоянная времени звена.
Если физическая природа входной и выходной величин одинакова (например, напряжение) постоянная времени определяется как интервал времени от момента подачи на вход постоянного напряжения до момента времени, когда напряжение на выходе сравняется с напряжением на входе ( рис.8).
Рис.9. К определению постоянной времени идеального интегрирующего звена
Характеристики идеального интегрирующего звена (рис. 9) определяются следующими выражениями:
; ; ; ;
; .
Примером такого звена является исполнительный двигатель, у которого угол поворота ротора равен интегралу от входного напряжения.
Рис.10. Характеристики идеального интегрирующего звена
К инерционным интегрирующим звеньям относятся звенья, передаточная функция которых определяется выражением:
;
Другие характеристики звена (рис.11):
; ;
;
Это звено можно рассматривать как последовательное соединение апериодического звена 1-го порядка и идеального интегратора.
Рис.11. Характеристики инерционного интегрирующего звена
Изодромное звено представляет параллельное соединение безынерционного и идеального интегрирующего звеньев:
=
где .
Характеристики звена:
; ;
Переходная характеристика и ЛАЧХ звена изображены на рис.12.
Рис.12. Характеристики изодромного звена
Звено временного запаздывания не входитв приведенную выше классификацию, однако вследствие широкого применения в схемах следящих систем целесообразно привести его характеристики:
; .
Звено может быть представлено как n последовательно соединенных апериодических звеньев 1 – го порядка.
ЛИТЕРАТУРА
1. Коновалов. Г.Ф. Радиоавтоматика: Учебник для вузов. – М.: Высш.шк., 2000.
2. Радиоавтоматика: Учеб. пособие для вузов./ Под ред. В.А. Бесекерского.- М.: Высш. шк., 2005.
3.. Первачев. С.В Радиоавтоматика: Учебник для вузов.- М.: Радио и связь, 2002.
4. Цифровые системы фазовой синхронизации/ Под ред. М.И. Жодзишского – М.: Радио, 2000
Другие работы по теме:
Колебания
называются движения или процессы, которые характеризуются определённой повторяемостью во времени. Колебания бывают: Вынужденные Гармони ёеские
Колебательный контур
Цель работы: исследовать АЧХ и ФЧХ последовательного и параллельного колебательного контура, определить резонансную частоту, найти добротность последовательного контура.
Переходные процессы в колебательных контурах
Колебательные контуры составляют часть аппаратуры связи. Переходные и свободные колебания в параллельном контуре. Режимы переходных колебаний. Переходные колебания в параллельном контуре при гармоническом воздействии. Теория линейных электрических цепей.
Ограничители импульсных сигналов
Назначение и типы ограничителей. Амплитудные селекторы. Дифференцирующие и интегрирующие цепочки. Диаграммы, поясняющие работу ограничителя. Сглаживание вершин импульсов с помощью ограничителя сверху. Выделение импульсов с помощью ограничителей.
Теория управления
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет Кафедра АПУ Отчет по лабораторной работе №1 «Типовые звенья» Выполнили: Кулинич В.
Радиотехнические цепи и сигналы
Государственный комитет Российской Федерации по связи и информатизации Сибирская государственная академия телекоммуникаций и информатики Кафедра радиотехнических систем
Отчет
Ключевые слова: ацидокомплексообразование, донорное число, гидрофобные взаимодействия, водно-органические кристаллосольваты, галогениды меди, галогениды кадмия, диметилсульфоксид, диметилформамид, 1,4-диоксан, рентгеноструктурный анализ, колебательные спектры, валентные силовые постоянные
Гармонические колебания
Колебаниями называются движения или процессы, которые характеризуются определённой повторяемостью во времени.
Привод антенны
Содержание Введение 1 Выбор и обоснование функциональной схемы 1.1 Выбор исполнительного двигателя 1.2 Выбор передаточного числа редуктора и проверка правильности выбора двигателя
Описание систем радиоавтоматики
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ кафедра радиотехнических систем РЕФЕРАТ на тему: «Описание систем РАдиоавтоматики»
Дифференцирующие и интегрирующие цепи
Лабораторная работа «Дифференцирующие и интегрирующие цепи» Полянчев С., Коротков Р. Цели работы: ознакомление с принципом действия, основными свойствами и параметрами дифференцирующих и интегрирующих цепей, установление условия дифференцирования и интегрирования, определение постоянной времени.
Анализ качественных характеристик следящей системы
Три показателя качества следящей системы. Оценка качества работы следящей системы. Могут быть оценены: быстродействие и перерегулирование, определяющее запас устойчивости. Перерегулирование как относительная величина. Оценка быстродействия системы.
Следящие системы
Дано: = 2,5 = 0,5 рад/с = 0,8 Нм = 0,3 НмсІ н = 0,7 рад/сІ = 30 % = 0,3 с Найти: Составляющие
Радиотехнические цепи и сигналы
Государственный комитет Российской Федерации по связи и информатизации Сибирская государственная академия телекоммуникаций и информатики Кафедра радиотехнических систем
Следящие системы
Дано: = 2,5 вв = 0,5 рад/с Мн = 0,8 Нм Jн = 0,3 НмсІ н = 0,7 рад/сІ = 30 % tпп = 0,3 с Найти: Составляющие
Типовые динамические звенья и их характеристики
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.
Дифференцирующие и интегрирующие цепи
Принцип действия, основные свойства и параметры дифференцирующих и интегрирующих цепей. Установление условия дифференцирования и интегрирования. Метод определения постоянной времени. Исследование прохождения прямоугольных импульсов через RC-цепи.
Анализ одноконтурной САУ четвёртого порядка
Анализ устойчивости САУ. Расчёт частотных характеристик замкнутой САУ. Показатели качества регулирования. Синтез последовательного корректирующего устройства. Показатели качества регулирования скорректированной САУ. Моделирование скорректированной САУ.
Построение структурных схем систем автоматического управления
Предмет: Теория Автоматического Управления Тема: Построение структурных схем систем автоматического управления Введение Структурной схемой системы называется графическое изображение показывающее, из каких элементов состоит система, и каким образом они соединены между собой.
Пламя - КВ
секретно Тема. ЦВМ «Пламя-КВ» и преобразующие устройства Общие сведения о ЦВМ «Пламя-КВ» Учебные вопросы: Назначение, состав ЦВМ и основные тактико-технические
Пламя - КВ
секретно Тема. ЦВМ «Пламя-КВ» и преобразующие устройства Общие сведения о ЦВМ «Пламя-КВ» Учебные вопросы: Назначение, состав ЦВМ и основные тактико-технические
Колебательные реакции
Особый тип окислительно-восстановительных реакций - колебательные реакции. Они протекают в довольно сложных реакционных системах, и для таких реакций очень важным фактором оказывается кинетический.
Пожаробезопасные кабельные системы
Важность проблемы пожарной безопасности кабельных систем можно рассматривать на примере пожара в телевизионной Останкинской башне, где причиной пожара, источником возгорания и горючим материалом послужили многочисленные кабельные линии.