Реферат: Исследование частотных свойств линейных динамических звеньев - Refy.ru - Сайт рефератов, докладов, сочинений, дипломных и курсовых работ

Исследование частотных свойств линейных динамических звеньев

Рефераты по коммуникации и связи » Исследование частотных свойств линейных динамических звеньев

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

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.