3.2 Указания для проведения работы

1 Для получения синусоидальных гармонических колебаний на выходе исследуемого типового звена на наборном поле АВМ необходимо собрать схему, изображенную на рисунке 3.1.

где ГСК – генератор синусоидальных колебаний; ТЗ – типовое (исследуемое) звено; ОС – катодный осциллограф ИЭ-6.

Рисунок 3.1 – Схема для получения фигур Лиссажу

2 Произвольно задаваясь фиксированными значениями частоты входного сигнала генератора синусоидальных колебаний, получите на осциллографе устойчивое изображение фигуры Лиссажу для последующего вычисления амплитуды А(ω) и фазы φ(ω) исследуемого звена (рис.3.2).

Вычисление амплитуды и фазы для построения экспериментального годографа исследуемого звена следует производить по формулам :

(3.6)

где с = U_вх – амплитуда входного синусоидального сигнала, соответствующая Хm;

а и b – проекции фигуры Лиссажу на соответствующие оси фазовой траектории вида 3.2.

3 По экспериментально снятым проекциям фигуры Лиссажу для каждого фиксированного значения частоты синусоидального входного сигнала вычислите значение модуля и фазы по формулам (3.6) постройте экспериментальную амплитудную фазо-частотную характеристику для типового звена (по указанию преподавателя).

Рисунок 3.2 – Параметры фигуры Лиссажу

4 Подайте на вход исследуемого звена ступенчатое воздействие, заменив в структурной схеме (см. рисунок 3.1) гармонический сигнал на скачкообразный. Снимите реакцию исследуемого звена (переходную характеристику), и согласно методике, изложенной в лабораторной работе №2, получите передаточную функцию типового звена.

5 По полученным параметрам передаточной функции в пакете MatLab постройте для исследуемого звена следующие частотные характеристики :

W(jω) – комплексная частотная характеристика (КЧХ) ;

Р(ω) – вещественная частотная характеристика (ВЧХ);

Q(ω) – мнимая частотная характеристика (МЧХ);

φ(ω) – фазовая частотная характеристика (ФЧХ);

А(ω) – амплитудно-частотная характеристика (АЧХ);

L(ω) – логарифмическая амплитудно-частотная характеристика (ЛАЧХ);

Lφ(ω) – логарифмическая фазо-частотная характеристика (ЛФЧХ);

3.3 Содержание отчета

Отчет по лабораторной работе должен содержать :

1 Схемы и параметры электронной модели исследуемого звена;

2 Экспериментальную комплексную характеристику, построенную для исследуемого звена при фиксированных значениях частоты;

3 Расчет параметров исследуемого типового звена по переходной экспериментальной характеристике. Привести для этого же звена аналитические выражения для типовых частотных характеристик;

4 Программу для построения частотных характеристик динамического звена;

5 Графики семейства частотных характеристик исследуемого звена, построенные по расчетным формулам, приведенным в теоретической части с помощью пакета MatLab.

3.4 Контрольные вопросы

1 Дайте определение комплексной частотной характеристики типового звена.

2 Что нужно сделать для получения вещественной и мнимой частотной характеристик типового звена?

3 Как определить по графику АФЧХ значение коэффициента усиления и постоянной времени звена ?

4 Как рассчитать данные для построения АФЧХ типового звена с помощью фигур Лиссажу?

5 Как определяются аналитические выражения для построения логарифмических частотных характеристик типового звена?

6 Как определять значения частот полосы пропускания на примере апериодических звеньев первого и второго порядка?

7 Какие значения частот соответствуют на ЛАЧХ интегрирующего звена частоте сопряжения и пересечения линии lg (ω)?

8 Какую особенность имеют вещественная и мнимая частотные характеристики идеального интегрирующего звена ?

9 Как, пользуясь выражением КЧХ типового звена, определить для него АЧХ, ФЧХ ?

10 Как, пользуясь выражением КЧХ типового звена, определить для него ВЧХ и МЧХ ?