3. Экспериментальное измерение частоты среза и запаса устойчивости по фазе

(выполняется для всех 4-х типов САУ; время, ориентировочно, 30 мин).

Замечание. Значение f_СР ( ω_CР=2π f_СР ) фиксируется при равенстве амплитуд входного и выходного напряжений разомкнутой системы (гнезда e и y на макете). Величина γ фиксируется при частоте ω_CР по относительному смещению осциллограмм указанных напряжений (для САУ 1-го типа величина γ априори известна и она может использоваться в качестве «контрольной точки» эксперимента).

3.1. Включить питание внешнего генератора. Начальная установка частоты на генераторе SFG-2110 осуществляется цифровыми клавишами с последующим указанием размерности (Гц). Для изменения частоты используется ручка, причем шаг изменения задается кнопками под ручкой.

3.2. На осциллографе нажать кнопку «Autoset» и повторить действия по п.п.1.4-1.6.

3.3. Убедиться, что к осциллографу подключены

- выход вычитающего элемента САР,

- выход САР.

3.4. убедиться в равенстве коэффициентов усиления каналов CH1 и CH2 (см. внизу экрана).

3.5. Установить частоту внешнего генератора так, чтобы амплитуды синусоид оказались равны. С индикатора внешнего генератора снять значение частоты среза. С помощью курсоров измерить период и фазовый сдвиг (запас устойчивости) синусоид. При желании, результаты измерений можно сохранить на флэшке.

3.6. Повторить действия по п. 3.5 для остальных САР (всего их 4).

Замечание. В случае проблем с синхронизацией нажать кнопку «Trig menu» и поменять режим («Mode»).

4. Экспериментальное измерение ачх сар

(выполняется для всех 4-х типов САУ; время, ориентировочно, 30 мин).

4.1. К осциллографу необходимо подключить

- вход САР (клемма «контроль»),

- выход САР.

4.2. Установить частоту внешнего генератора, равной утроенной частоте среза. С помощью курсоров измерить амплитуды сигналов на входе и выходе САР.

Уменьшая частоту внешнего генератора (с разумным дискретом), фиксировать амплитуду сигнала на выходе САР.

4.3. Повторить действия по п. 4.2 для остальных САР (всего их 4).

Внимание: АЧХ САР с колебательными переходными процессами имеют резонансные пики, которые должны быть выявлены.

5. Для «шустрых» студентов.

5.1. В соответствии с методикой, изложенной в п. 2.2, можно построить импульсную характеристику. Далее для нее можно построить БПФ (кнопка «Меню математика», кнопка «Operation/FFT», выбор канала и окна (рекомендуется прямоугольное – Rectangular)). Результат полезно сопоставить с экспериментальными АЧХ.

5.2. Осциллограф умеет строить фигуры Лиссажу (кнопка «Экран», кнопка «Format/XY». В этом режиме можно иначе интерпретировать результаты п.п.3 и 4.

6. Выключить все приборы.

7. В уютной домашней обстановке

7.1. Построить асимптотические ЛХ для всех 4-х типов САУ (параметры передаточных функций должны соответствовать схеме, изображенной на макете). ЛХ всех САУ должны быть построены в одних координатных осях.

7.2. С помощью ЛХ определить значения частоты среза ω_СР и запаса устойчивости по фазе γ и по ним воспроизвести осциллограммы переходных процессов для всех 4-х типов САУ. Сопоставить эти процессы с экспериментальными переходными процессами.

7.3. Записать характеристические уравнения САУ и построить распределения полюсов передаточных функций замкнутых систем на плоскости комплексной переменной.

7.4. Сопоставить расчетные и экспериментальные данные и сделать заключение о

- соотношениях, связывающих время нарастания t_Н, перерегулирование σ% и степень колебательности μ переходных процессов с параметрами ω_CР и γ;

- связи ЛХ и переходных процессов с АЧХ САУ;

- связи переходных процессов с распределением полюсов передаточной функции замкнутых САУ.