B. Реализация апериодического звена 1-го порядка
Министерство образования и науки Украины
Донбасская Государственная Машиностроительная Академия
Кафедра АПП
Лабораторная работа
по дисциплине
Теория автоматического управления
Тема
Исследование частотных характеристик типовых динамических звеньев
Краматорск
Задание
Таблица 1
№ п/п | Параметры динамических звеньев | ||||||
Безынерцион. | Апериодич. 1-го порядка | Апериодич. 2-го порядка | Колебательное | Реальные дифференцирующие и интегрирующие, звено запаздывания | |||
K | T, с | T1, с | T2, с | T, с | ξ | T, с | |
14 | 25-37 | 0.06 – 0.5 | 0.26 | 0.06 – 0.5 | 0.06 – 0.5 | 0.1-0.9 | 0.06 – 0.5 |
Исследование безынерционного звена
Исследование частотных характеристик безынерционного звена
Для исследования частотных характеристикбезынерционного звена в прикладном пакете Proteus\ISIS составляем структурную схему, представленную на рисунке 1 для трех значений K:
.
ЛАЧХ звеньев представлены на рисунке 2, графики переходной функции – на рисунке 3.
Рисунок 1 – Структурная схема для исследования безынерционного звена
Рисунок 2 – ЛАЧХ безынерционных звеньев
Рисунок 3 – Переходные функции безынерционных звеньев
Реализация безынерционного звена
Реализуем безынерционное звено с коэффициентом усиления на операционных усилителях (рисунки 4 и 7). ЛАЧХ и ЛФЧХ инвертирующего и неинвертирующего усилителей представлены на рисунках 5 и 8, переходные функции – на рисунках 6 и 9. Для сравнения частотных характеристик идеальных и реальных звеньев изобразим их ЛЧХ в совмещенных координатах (рисунок 10).
|
|
Рисунок 4 – Электрическая принципиальная схема инвертирующего усилителя с коэффициентом усиления
Рисунок 5 – ЛАЧХ и ЛФЧХ инвертирующего усилителя
а)
б)
Рисунок 6 – Переходные функции идеального безынерционного звена и инвертирующего усилителя
Рисунок 7 – Электрическая принципиальная схема неинвертирующего усилителя с коэффициентом усиления
Рисунок 8 – ЛАЧХ и ЛФЧХ неинвертирующего усилителя
а)
б)
Рисунок 9 – Переходные функции идеального безынерционного звена и неинвертирующего усилителя
Рисунок 10 – ЛАЧХ и ЛФЧХ идеального безынерционного звена, инвертирующего усилителя и неинвертирующего усилителя
При рассмотрении частотных и временных характеристик безынерционных звеньев можно сделать следующие выводы:
· при прохождении через безынерционный элемент амплитуда и фаза выходного сигнала не зависит от частоты входного сигнала
· при увеличении (уменьшении) коэффициента усиления ЛАЧХ увеличивается (уменьшается) во столько же раз, а ЛФЧХ не меняется.
|
|
Исследование апериодического звена 1-го порядка
A. Исследование частотных характеристик апериодического звена 1-го порядка
Для исследования частотных характеристикапериодического звена 1-го порядка в прикладном пакете Proteus\ISIS составляем структурную схему, представленную на рисунке 11, для трех значений :
.
Логарифмические частотные характеристики апериодических звеньев представлены на рисунке 12, графики переходной функции – на рисунке 13.
Рисунок 11 – Структурная схема для исследования апериодических звеньев 1-го порядка
Рисунок 12 – Логарифмические частотные характеристики апериодических звеньев 1-го порядка
Рисунок 13 – Переходные функции апериодических звеньев 1-го порядка
b. Реализация апериодического звена 1-го порядка
Реализуем апериодическое звено 1-го порядка с постоянной времени на -цепочке и на -цепочке (рисунок 14). ЛАЧХ и ЛФЧХ -цепочки и на -цепочки представлены на рисунке 15, а и 15, б. Для сравнения частотных характеристик идеальных и реальных апериодических звеньев изобразим их ЛЧХ в совмещенных координатах (рисунок 15, в).
|
|
а)б)
а) -цепочка;
б) -цепочка
Рисунок 14 – Электрическая принципиальная схема апериодических звеньев 1-го порядка с постоянной времени
а) б)
в)
Рисунок 15 – ЛАЧХ и ЛФЧХ апериодических звеньев
а) -цепочка; б) -цепочка; в) совмещенные ЛЧХ идеального апериодического звена, -цепочка и -цепочка
При анализе частотных характеристик апериодических звеньев 1-го порядка можно сделать следующие выводы:
· увеличение (уменьшение) постоянной времени звена приводит к сдвигу ЛАЧХ и ЛФЧХ влево (вправо).
· чем меньше постоянная времени Т, тем шире полоса пропускания (т.к. ~ ).
· при уменьшении постоянной времени уменьшается время переходного процесса и наоборот.
· чем меньше постоянная времени, тем меньше время переходного процесса и шире полоса пропускания, следовательно, чем меньше время переходного процесса, тем шире полоса пропускания.
· если на график ЛАЧХ заменить ломаной кривой и из точки ''разлома'' опустить прямую на ось , то это и будет сопрягающая частота. Постоянную времени можно определить, зная сопрягающую частоту : .
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 331; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!