Исследование частотных характеристик типовых динамических звеньев

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

 

1.   Исследование безынерционного звена

 

1.1 Исследование частотных характеристик безынерционного звена

 

Для исследования частотных характеристик безынерционного 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

1.2 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.