Экспериментальная часть

В ходе экспериментальной части соберём цепи с обратной связью и без, имитирующие элементарные динамические звенья, а также получены графики их реакций на ступенчатое и линейно нарастающее воздействие.

Первое инерционное звено:

Рисунок 18 – Реакция первого инерционного звена на единичный импульс

Рисунок 19 – Реакция первого инерционного звена на линейно возрастающее воздействие

Первое инерционное звено с ООС:

Рисунок 20 – Реакция первого инерционного звена с ООС на единичный импульс

Рисунок 21 – Реакция первого инерционного звена с ООС на линейно возрастающее воздействие

Второе инерционное звено:

Рисунок 22 – Реакция второго инерционного звена на единичный импульс

Рисунок 23 – Реакция второго инерционного звена на линейно возрастающее воздействие

Второе инерционное звено с ООС:

Рисунок 24 – Реакция второго инерционного звена с ООС на единичный импульс

Рисунок 25 – Реакция второго инерционного звена с ООС на линейно возрастающее воздействие

Общая схема:

Рисунок 26 – ЛАЧХ и ЛФЧХ общей схемы

Рисунок 27 – АФЧХ общей схемы

Вывод:

В ходе проделанной работы было изучено влияние отрицательной обратной связи на поведение и реакции динамических звеньев радиолокационной системы. Система, разбираемая в лабораторной работе, состоит из интегрирующего и инерционного звеньев.

Инерционное звено без обратной связи при подаче на него ступенчатого импульса начинает возрастать и достигает амплитуды подаваемого воздействия. Поведение звена с обратной связью демонстрирует подобную тенденцию, однако, с некоторым отличием. Амплитуда установившегося сигнала, возбуждённого внешним ступенчатым импульсом, достигает только половины подаваемого воздействия.

При подаче на вход звена линейно нарастающего воздействия, реакция звена будет аналогичной входному воздействию, однако, амплитуда немного меньше. Реакция же при подключении ООС является нелинейной. Скорость нарастания амплитуды существенно меньше.

Интегрирующее звено действует схоже с операционным усилителем. Без ООС он имеет огромный коэффициент усиления. Реакция на входное воздействие по интенсивности в разы превышает входное воздействие. При подключении ООС реакция цепи почти полностью совпадает с входным воздействием.

Нахождение зависимости времени установления переходного процесса от коэффициента усиления цепи Исходные данные

Передаточная функция нескорректированной цепи:

При усилении , получим:

Для выполнения пункта 5 подпункта «а», возьмем значения для ЛАЧХ и ЛФЧХ из пункта 3 и 4.

Для получения ЛАЧХ всей системы надо просуммировать ЛАЧХ каждого звена (имитируем последовательное включение).

ЛАЧХ всех системы (без ООС) выглядит так:

Рисунок 28 – ЛАЧХ для всей системы

Для получения ЛФЧХ всей системы надо повторить те же действия, что и с ЛАЧХ. ЛФЧХ системы выглядит так:

Рисунок 29 – ЛФЧХ для всей системы

Для получения АФЧХ всей системы, надо взять передаточную функцию всей системы и разбить её на мнимую и вещественную части. АФЧХ всей системы выглядит так:

Рисунок 30 – АФЧХ всей системы

Для выполнения подпункта «б» пункта 5 (определение запасов устойчивости по модулю и фазе надо визуально найти частоту среза ( ) на ЛАЧХ (место, где ЛАЧХ пересекает ось в 0).

Исходя из рисунка 28, следует что . Теперь обратимся к рисунку 29, при фаза равна , тогда запас по фазе составляет градуса.

Запас по модулю составляет .

Построим ЛАЧХ и ЛФЧХ с запасов в 30 и 60 градусов:

Рисунок 31 – ЛАЧХ и ЛФЧХ для запаса в 30 и 60 градусов

Рисунок 32 – Схема

Построим ЛАЧХ, ЛФЧХ, АФЧХ для замкнутой системы в программе Matlab Simulink.

Построим переходные характеристики h(t) для разных коэффициентов усиления.

Рисунок 33 – Переходная характеристика h(t)

Время установления сек;

Для того чтобы определить величину перерегулирования определим максимальную амплитуду и амплитуду установления :

Рисунок 34 – Переходная характеристика h(t)

Время установления сек;

Рисунок 35 – Переходная характеристика h(t)

Время установления сек;

Рисунок 36 – Зависимость времени установки и перерегулирования от коэффициента усиления

Вывод:

В ходе выполнения лабораторного практикума были получены графики ЛАЧХ, ЛФЧХ и годограф нескорректированной цепи динамических звеньев, так же была получена зависимость времени установления импульса и перерегулирования в системе от коэффициента усиления интегрирующего звена. По полученным графикам можно сделать вывод, что при увеличении коэффициента усиления К увеличивается перерегулирование и время установления импульса в системе.