Различными виды фильтров, использующихся в системах управления. Образовательная программа 15. 03. 04

• Название: Образовательная программа 15. 03. 04
• Анкор: Различными виды фильтров, использующихся в системах управления
• Дата: 06.04.2022
• Размер: 408.11 Kb.
• Имя файла: Laboratornaya_1_Abuzin_ADB-18-06.docx
• Тип: Образовательная программа; #447099

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»

(ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН»)



Институт цифровых интеллектуальных систем
Кафедра компьютерных систем управления

Образовательная программа 15.03.04

«Автоматизация технологических процессов и производств»
Дисциплина «Автоматизация технологических процессов и производств»
Отчёт

по лабораторной работе №1


Выполнил:

студент гр. АДБ-18-06 Абузин А.А.

^{(дата) (подпись)}


Принял:

Старший преподаватель ___________ Евстафиева С.В.

^{(дата) (подпись)}

Москва 2021

Оглавление

Фильтр нижних частот 4

Индивидуальное задание 4

Фильтр нижних частот с понижением 6

Полосовой заграждающий фильтр 8

С бесконечной глубиной среза 8

С определенной глубиной среза 10

С определенным понижением 12

Общий фильтр второго порядка 14

Вывод 16

Список литературы 17

Дополнительная литература 17

Лабораторная работа №1. Фильтры

Цель работы

познакомиться с различными видами фильтров, использующихся в системах управления, научиться их моделировать.

Фильтр нижних частот

Фильтр нижних частот - один из видов аналоговых или электронных фильтров, эффективно пропускающий частотный спектр сигнала ниже некоторой частоты (частоты среза), и уменьшающий (подавляющий) частоты сигнала выше этой частоты. Степень подавления каждой частоты зависит от вида фильтра. В отличие от фильтра нижних частот (НЧ), фильтр верхних частот пропускает частоты сигнала выше частоты среза, подавляя низкие частоты.

Фильтр нижних частот второго порядка



Собственная частота знаменателя ;

Демпфирование знаменателя .

Индивидуальное задание

Fn = 500 Гц

Dn = 1 дБ




Рис. 1 Структурная схема фильтра



Рис.3 График АЧХ и ФЧХ

Фильтр нижних частот с понижением

Собственная частота числителя

Демпфирование числителя

Собственная частота знаменателя

Демпфирование знаменателя

Собственная частота числителя:

= = 500Гц

Демпфирование числителя:

Б

Собственная частота знаменателя:

= 500Гц

Демпфирование знаменателя:

дБ

Понижение:

Abs=-4дБ



Рис.4 Структурная схема фильтра нижних частот с понижением



Рис.5 График АЧХ и ФЧХ фильтра нижних частот с понижением

Полосовой заграждающий фильтр

Полосовой заграждающий фильтр — электронный или любой другой фильтр, не пропускающий колебания некоторой определённой полосы частот, и пропускающий колебания с частотами, выходящими за пределы этой полосы. Заграждающий фильтр, предназначенный для подавления одной определённой частоты, называется узкополосным заграждающим фильтром.

С бесконечной глубиной среза

Собственная частота числителя:

= = 600Гц

Демпфирование числителя:

дБ

Собственная частота знаменателя:

= 600Гц

Демпфирование знаменателя:

0,5дБ

Понижение:

Abs=0дБ

Полоса пропускания (-3дБ):

600Гц

Глубина среза:

дБ



Рис.6 Структурная схема полосового заграждающего фильтра с бесконечной глубиной среза



Рис.7 График АЧХ и ФЧХ полосового заграждающего фильтра с бесконечной глубиной среза

С определенной глубиной среза

Собственная частота числителя:

= = 500Гц

Демпфирование числителя:

дБ

Собственная частота знаменателя:

= 500Гц

Демпфирование знаменателя:

0,5дБ

Понижение:

Abs=0дБ

Полоса пропускания:

500Гц

Глубина среза:

12дБ



Рис.8 Структурная схема полосового заграждающего фильтра с определенной глубиной среза



Рис.9 АЧХ и ФЧХ полосового заграждающего фильтра с определенной глубиной среза

С определенным понижением

Собственная частота числителя:

= = 500Гц

Демпфирование числителя:



Собственная частота знаменателя:

= 88,9Гц

Демпфирование знаменателя:

дБ

Понижение:

Abs= 30дБ

Полоса пропускания:

600Гц

Глубина среза:

дБ



Рис.10 Структурная схема полосового заграждающего фильтра с определенным понижением



Рис.11 График АЧХ и ФЧХ полосового заграждающего фильтра с определенным понижением

Общий фильтр второго порядка

Параметры фильтра:

Собственная частота числителя:

= 500Гц

Демпфирование числителя:

0,06дБ

Собственная частота знаменателя:

= 1000Гц

Демпфирование знаменателя:

0,2дБ



Рис.12 Структурная схема общего фильтра второго порядка



Рис.13 График АЧХ и ФЧХ общего фильтра второго порядка

Вывод

В данной лабораторной работе мы ознакомились с различными видами фильтров. Так же выполнили моделирования фильтров Simulink Matlab, согласно предложенной последовательности действий, рассчитали характеристики всех фильтров, приведенных в задании к лабораторной работе.

Список литературы

Основная литература
1. А. Солонина. Д. Клионский, Т. Меркучева, С. Перов Цифровая обработка сигналов и MATLAB (+ CD-ROM). - БХВ-Петербург, 2013. - 512с.: ил.
2. А. Ошепков Системы автоматического управления. Теория, применение, моделирование в MATLAB. - Лань, 2013. - 208с.: ил.

Дополнительная литература

1. Потемкин В. Г. MATLAB 6: Среда проектирования инженерных приложений: практические рекомендации Изд.: Диалог-МИФИ Год: 2002
2. Г. Олссон, Д. Пиани. Цифровые системы автоматизация и управления. - Спб. Невский диалект. 2001. - 557с.: ил.
3. Г. Соколовский Электроприводы переменного тока с частотным регулированием. - Академия, 2006. - 272с.: ил.
4. О. Синенко. Н. Куцевич. Е. Андреев SCADA-системы. Взгляд изнутри. - РТСофт, 2004. - 176с.: ил.