
- •Введение
- •1. Исследование простейшей сау - физическая модель
- •1.1. Описание лабораторной установки
- •1.2. Задание по работе
- •1. Предварительные действия
- •3. Экспериментальное измерение частоты среза и запаса устойчивости по фазе
- •4. Экспериментальное измерение ачх сар
- •5. Для «шустрых» студентов.
- •6. Выключить все приборы.
- •7. В уютной домашней обстановке
- •1.3. Содержание отчета
- •1.4. Контрольные вопросы
- •2. Исследование системы фазовой автоподстройки частоты (фапч)
- •2.1. Описание лабораторной установки
- •2.2. Задание по работе
- •Выключить все приборы.
- •2.3. Содержание отчета
- •2.4. Контрольные вопросы
- •3. Исследование синтезатора частоты с системой фапч
- •3.1. Описание лабораторной установки
- •3.2. Задание по работе
- •3.3. Содержание отчета
- •3.4. Контрольные вопросы
- •4. Исследование сау с минимизацией шумовой ошибки
- •2) Приобретение навыков работы с измерительной техникой.
- •4.1. Описание лабораторной установки
- •4.2. Задание по работе
- •4.3. Содержание отчета
- •4.4. Контрольные вопросы
- •5. Параметрическая оптимизация сау при наличии динамической и шумовой ошибок (лабораторная работа 5)
- •5.1. Описание лабораторной установки
- •5.2. Задание по работе
- •5.3. Содержание отчета
- •5.4. Контрольные вопросы
- •6. Исследование нелинейной сау
- •6.1. Описание лабораторной установки
- •6.2. Задание по работе
- •1. Предварительные действия
- •2. Исследование переходных процессов.
- •3. Анализ автоколебаний.
- •4. Исследование линеаризированных сау.
- •5. Оценка фильтрующих свойств линейных сау 3-х типов.
- •6. Выключить все приборы.
- •6.3. Содержание отчета
- •6.4. Контрольные вопросы
- •7. Исследование нелинейных элементов методом статистической линеаризации (лабораторная работа 7)
- •7.1. Описание лабораторной установки
- •7.2. Задание по работе
- •7.3. Контрольные вопросы
- •8. Система фапч на сигнальном процессоре adsp
- •8.1. Теоретические сведения
- •8.2. Описание лабораторной установки
- •8.3. Задание по работе
- •8.3.1. Расчетная часть работы
- •8.3.2. Экспериментальное исследование помехоустойчивости системы фапч (исследовательская часть работы)
- •8.3.3. Ознакомительная часть работы
- •8.4. Содержание отчета
- •8.5. Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Содержание
- •1. Исследование простейшей сау - физическая модель
1.3. Содержание отчета
1. Схема лабораторной установки с указанием номиналов ее элементов.
2. Функции передачи всех исследуемых систем в разомкнутом состоянии с указанием параметров.
3. Семейство ЛХ.
4. Распределения полюсов передаточных функций замкнутых САУ.
5. Семейство расчетных и экспериментальных переходных процессов.
6. Семейство АЧХ.
7. Расчетные соотношения для построения переходных процессов по ЛХ и рекомендации относительно их достоверности.
8. Выводы по результатам выполнения лабораторной работы.
1.4. Контрольные вопросы
1. Как изменятся переходные процессы и АЧХ САУ при увеличении (уменьшении) коэффициента К?
2. Как изменятся переходные процессы и АЧХ САУ при изменении постоянных времени T1…T4?
3. Каким образом влияет переменный резистор на переходные процессы САУ 4-го типа?
4. Какая связь существует между ЛХ и АЧХ?
5. В каком направлении следует изменять ЛХ и АЧХ для снижения колебательности системы?
6. Указать установившееся значение выходного напряжения САУ при g(t)=1(t) (ответ обосновать).
2. Исследование системы фазовой автоподстройки частоты (фапч)
(лабораторная работа 2)
Цель работы:
1) ознакомление с функциональными элементами системы ФАПЧ и принципом ее работы;
2) исследование точности в зависимости от структуры и параметров системы;
3) исследование возможностей изменения динамических свойств системы методом последовательной коррекции.
2.1. Описание лабораторной установки
Лабораторная установка состоит из макета системы ФАПЧ, генератора гармонических сигналов и осциллографа. Система ФАПЧ в простейшей комплектации содержит фазовый дискриминатор (преобразует разность фаз двух сигналов в управляющее напряжение), цепи коррекции и управляемый генератор (во времязадающей цепи этого генератора включен управляемый напряжением реактивный элемент). Если входной и выходной сигналы системы ФАПЧ расстроены по фазе (или частоте), то фазовый дискриминатор вырабатывает управляющее напряжение соответствующего знака, под действием которого изменяются параметры времязадающей цепи управляемого генератора и, соответственно, изменяется частота (и фаза) выходного сигнала так, чтобы уменьшить первоначальную расстройку. Без учета нелинейности статических характеристик функциональных элементов и инерционности фазового дискриминатора функцию передачи системы ФАПЧ в разомкнутом состоянии можно представить в виде:
где
– функция передачи корректирующей
цепи;
– коэффициент усиления.
В САУ 1 порядка астатизма динамическая ошибка слежения зависит от скорости изменения воздействия (в нашем случае – фазы) и коэффициента усиления системы:
(1)
где
– остаточная ошибка слежения за фазой
в градусах (полезно фазу считать размерной
величиной);
– начальная расстройка частот генераторов
[Гц].
Предусмотрены 3 варианта включения простейшей системы ФАПЧ (переключатель S1):
- без коррекции ( =1);
- с последовательной
коррекцией вида:
;
- с последовательной
коррекцией вида:
,
причем постоянные времени цепей коррекции T1, T2 и T3 зависят от номиналов резисторов и емкостей, указанных на макете.
Частотные и фазовые
соотношения сигналов управляемого и
внешнего генераторов наблюдаются по
фигурам Лиссажу на экране осциллографа.
Для измерения ошибки слежения
используется фазовращатель, включенный
на выходе управляемого генератора.
Предварительно, в разомкнутом состоянии
системы ФАПЧ (положение 1 переключателя
S1), выполняют ручную грубую подстройку
частоты внешнего генератора по конечному
результату (фигура Лиссажу – эллипс).
Затем замыкают кольцо слежения и, с
помощью фазовращателя, фигура Лиссажу
преобразуется к удобной для наблюдения
форме (линия или «восьмерка»). Плавное
изменение частоты входного сигнала
влияет на ошибку слежения, что приводит
к деформации фигуры Лиссажу. Возвращая
фигуру в прежнее положение с помощью
фазовращателя, можно измерить (по шкале
фазовращателя) величину остаточной
ошибки
.
Следует иметь в
виду, что реальная зависимость
из-за нелинейности статической
(дискриминационной) характеристики
фазового дискриминатора описывается
нелинейной нечетной функцией. При этом
экспериментально удается получить лишь
фрагмент зависимости
,
на котором следует выявить линейный
участок для расчета коэффициента
.
Для качественной оценки быстродействия и степени колебательности переходных процессов в системе ФАПЧ в цепи входного сигнала предусмотрена фазосдвигающая цепь, включаемая тумблером «Скачок фазы».
В полной комплектации система ФАПЧ содержит, дополнительно, электронный интегратор: подключается «эквивалент двигателя».