практическая 3(отчёт). Типовые звенья линейных систем
 Скачать 0.79 Mb.
|
|
Министерство образования и науки Российской федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» Институт энергетики и автоматики Отчёт по практической работе №3 на тему: Типовые звенья линейных систем. Построение и изучение частотных характеристик. Выполнил: студент гр. АДБ-12 Сайфулин Н.Т. Проверил: старший преподаватель Рябчикова Е.С. Магнитогорск,2014 Практическая работа №3 Построение и изучение частотных характеристик Цель работы: исследование частотных характеристик типовых звеньев линейных САР. Задачи работы: построить модели виртуальных лабораторных стендов для снятия частотных характеристик интегратора, апериодического звена, колебательного звена и получить их частотные характеристики. Исследовать влияние параметров звеньев на вид их частотных характеристик. 1. Краткие сведения о частотных характеристиках Частотные характеристики – это один из способов описания линейных систем и звеньев. 1.1. Комплексный коэффициент передачиКомплексный коэффициент передачи (ККП) W(jω) связывает спектр выходного сигнала Y(jω) со спектром входного X(jω):  Спектр сигнала состоит из набора синусоид, м.б. бесконечного или даже непрерывного. Каждая синусоида начинается в минус бесконечности, поэтому там же начинается и заканчивается переходный процесс, вызванный подачей на звено синусоиды. Таким образом, с точки зрения ККП реакция звена на сложный сигнал вычисляется как установившийся режим. Выражение для синусоидального сигнала x(t) = Xm sin(ωt+φx) представляется особенно наглядно:  1.2. Частотные характеристики линейных звеньев и системКомплексное равенство, связывающее спектры входного и выходного синусоидальных сигналов, может быть эквивалентно представлено двумя действительными равенствами:  Первое уравнение позволяет найти амплитуду Ym выходного синусоидального сигнала, а второе – начальную фазу выходного сигнала φy. Зависимость коэффициента усиления |W(jω)| (модуля комплексного коэффициента передачи) звена от частоты ω усиливаемого синусоидального (и только синусоидального) сигнала называется амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) звена. Зависимость аргумента φw(ω) комплексного коэффициента передачи звена (фазовой задержки синусоидального сигнала, вносимой звеном) от частоты ω синусоидального (и только синусоидального) сигнала, подаваемого на звено, называется фазочастотной характеристикой (ФЧХ) звена. Частотные характеристики представляются аналитически (формулами) и графически. Графики частотных характеристик представляются в натуральном или, что чаще, в логарифмическом масштабах, когда величина усиления выражается в децибелах (дБ):  Годограф комплексного коэффициента передачи – еще один из способов графического представления частотных характеристик. Годограф строится как параметрическая кривая на комплексной плоскости, где параметром является частота. Годограф ККП содержит ту же самую информацию, что и АЧХ и ФЧХ или ЛАЧХ и ЛФЧХ вместе взятые. Годограф ККП – это линия, которую пробегает на комплексной плоскости конец вектора ККП при изменении частоты от нуля до бесконечности. 1.3. Определение частотных характеристикЧастотные характеристики могут быть рассчитаны по формулам или сняты экспериментально: Меняя частоту подаваемого на звено синусоидального сигнала, повторяя измерения и вычисления, можно получить значения частотных характеристик в требуемом диапазоне частот. Vissim вычисляет и строит частотные характеристики выделенного фрагмента схемы, но в нем, как видно на рис. 1.3, можно организовать и измерение необходимых величин для снятия частотных характеристик «вручную». 2.Выполненная работа 2.1. Исследование интегратора2.1.1 Создание лабораторного стенда 2.1.2. Получение графиков частотных характеристик 2.1.3. Оформление графиков частотных характеристик  Лабораторная работа №3 3.1 Исследование интегратора Студент гр. АДБ-12, Сайфулин Н.Т. Руководитель Рябчикова Е.С. Рисунок1. Стенд для построения частотных характеристик интегратора Частотных характеристики интегратора при коэффициенте усиления k =1 2.1.4. Получение графиков ЛАЧХ и ЛФЧХ.  Рисунок2. ЛАЧХ и ЛФЧХ интегратора 2.2. Исследование апериодического звена Рисунок 3. Стенд для построения частотных характеристик апериодического звена. Частотные характеристики апериодического звена  Рисунок 4. ЛАЧХ и ЛФЧХ апериодического звена. Годограф АФЧХ апериодического звена 2.2. Исследование колебательного звена Рисунок 5. Стенд для построения частотных характеристик колебательного звена. АЧХ и ФЧХ колебательного звена  Рисунок 6. ЛАЧХ и ЛФЧХ колебательного звена. Годограф АФЧХ колебательного звена Вывод: |