Добавил:
Макакаревич шатав Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ТОА ЛАБ 10 СКУДРЯ

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
14.07.2025
Размер:
796.34 Кб
Скачать

Лабораторна робота №10

Дослідження частотних характеристик елементарних динамічних ланок

(АЧХ, ФЧХ)

Виконав: Скудря М.О.

Мета роботи:

вивчення амплітудно-частотних і фазо-частотних характеристик елементів;

оволодіння навиками побудови та дослідження АЧХ і ФЧХ за допомогою математичної системи MathCAD.

1.Ознайомитись з теоретичними відомостями.

Варіант 17

Теоретичні відомості

Однією з форм подання динамічних характеристик елементів та систем автоматичного управління є частотні характеристики. Якщо на вхід динамічної ланки подати гармонічний синусоїдальний сигнал, то після перехідного процесу на її виході настануть теж гармонічні коливання з тією ж частотою. Змінюватись будуть на виході амплітуда коливань та їх фаза. Залежність зміни амплітуди та фази на виході динамічної ланки від частоти вхідного сигналу можна проаналізувати за допомогою амплітудно-частотної (АЧХ) та фазочастотної

(ФЧХ) характеристик. Побудувати АЧХ та ФЧХ можна за допомогою передаточної функції.

Передаточна функція системи при уявному значенні комплексної змінної s = j називається частотною передаточною функцією W(jω), рис. 1.

2. Вивчити передаточні функції, АЧХ і ФЧХ типових динамічних ланок, наведених у табл.1 методичних вказівок до роботи.

 

Передаточна функція

 

 

Назва ланки

Частотна передаточна функція

АЧХ

ФЧХ

 

АЧХ і ФЧХ

 

 

 

 

 

 

1.

Безінерцій-

W s k ; W j k ;

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A( )=k;

( )=0.

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

(пропорційна)

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W s

 

k

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ts 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Інерційна

W ( j )

k

 

 

k(1 j T )

;

 

A

 

 

 

 

=1/T

 

j T

1 2T

2

 

k

 

 

 

 

(аперіодична

1

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

першого

А( )=

 

 

;

 

 

 

 

 

k/ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

порядку)

 

1 ( T)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

-90

 

 

 

 

arctg( T) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1/T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W s T 2 s2 2 Ts 1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

0=1/T

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

0

 

 

 

 

W ( j ) (1 2T 2 ) j 2 T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Коли-

 

 

A

 

 

 

-90

 

 

 

вальна

А( )=

 

 

k

 

 

 

 

 

 

;

k

 

 

 

-180

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 2 T 2 )2 (2 T)2

 

 

0

0=1/T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arctg 1 ( T)2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W s

 

k

;

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

0

 

 

 

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Інтегруюча

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

k

 

 

 

 

 

 

(астатична)

W ( j ) jk / (k / )e

 

2

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-900

 

 

A( )=k/ ; ( )=- /2.

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W(s)=ks;

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

W ( j ) jk k e

j / 2

;

 

 

 

 

900

 

 

5.

Диферен-

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

А( )=k ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ціююча

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

( )= /2.

 

 

 

 

 

 

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W s ke s ;

A

 

 

 

 

 

1

6. Чистого

W ( j ) e

j

cos j sin ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

запізнювання

 

А( )=1;

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Записати у табл.1 формули для передаточних функцій, АЧХ і ФЧХ всіх елементарних ланок.

 

Передаточна функція

 

Назва ланки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АЧХ (графік)

ФЧХ (графік)

 

АЧХ, ФЧХ (формули)

 

1. Безінерційна

W s

k ;

W j k ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(підсилювальна,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пропорційна)

A( )=k; ( )=0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W s

 

 

 

k

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ts 1

 

 

 

 

W ( j )

 

k

 

 

 

k(1 j T )

;

 

2. Інерційна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 j T

1 2T 2

 

(аперіодична

А( )=

 

 

 

 

k

 

 

 

;

 

 

 

першого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

( T)2

 

 

 

порядку)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arctg( T) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W s

k

;

 

 

 

 

 

 

 

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Інтегруюча

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

W ( j ) jk / (k / )e 2 ;

 

(астатична)

 

A( )=k/ ; ( )=- /2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W(s)=ks;

 

 

 

 

W ( j ) jk k e j / 2 ;

 

4. Диференціюю

 

А( )=k ;

 

 

 

ча

 

 

 

 

( )= /2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W s ke s ;

 

 

 

 

W ( j ) e j

cos j sin

 

5. Чистого

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

запізнювання

 

А( )=1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) .

4.Виконати аналітичні розрахунки АЧХ і ФЧХ за формулами, записаними в табл.1. Підставте значення коефіцієнтів К, Т і τ згідно зданого варіанту, табл.2 методичних вказівок , і прорахуйте кілька значень АЧХ і ФЧХ у граничних (ω=0 та ω, що прямує до нескінченності) та характерних (ω=1, ω=1/Т) точках. Номер варіанту визначається

порядковим номером студента у списку групи. Формули для розрахунків А(ω) та φ(ω) ланок наведені у табл. 1, значення ω та відповідні їм значення А(ω) та φ(ω) показані на графіках у табл.1 методичних вказівок.

Соседние файлы в предмете теоретичні основи автоматики