Теоретические основы электротехники. Требования к выполнению курсовой работы, страница 4

Фазо-частотная характеристика (ФЧХ) – это зависимость от частоты разности фаз между выходным и входным напряжением , или аргумент комплексной частотной характеристики:

)

График ФЧХ обычно изображают при логарифмическом масштабе оси частот. Соответствующая кривая приведена на рис. 3.6.

Рис. 3.6

3.5 Определение переходной функцией цепи h(t)

Переходной функцией цепи называется реакцией на воздействие в виде единичной ступенчатой функции. Значит для её определения необходимо проанализировать переходный процесс  при подключении цепи к источнику постоянной э.д.с., равной 1В, при нулевых начальных условиях, рис. 3.7.

Рис. 3.7

Классический метод

Классический метод предполагает представление искомой величины ( в данном случаи выходного напряжения) в виде суммы принужденной , или установившейся, составляющей и свободной составляющей:

= (t)

1)Расчет принужденной составляющей

В установившемся режиме постоянная э.д.с. может вызывать только постоянные токи в цепи. Постоянный ток через емкость протекать не будет, а индуктивность представляет собой для постоянного тока короткое замыкание. Поэтому ток третьей ветви равен нулю,

, а

= 0.00488 A

Из уравнения

-

следует, что

=0.00488  200 = 0.976В

2)Определение общего вида свободной составляющей.

Составляем характеристическое уравнение цепи с помощью прерывания к нюлю выражения для входного сопротивления Z(p) относительно входных зажимов, имея в виду, что сопротивление индуктивного элемента равно pL, а емкостного равно I/pC.

Z(p) = pL+=0

С численными разметками

Корни характеристического уравнения:

Корни характеристического уравнения получились комплексно-сопряженными, что говорит о том, что переходный процесс является колебательным, и свободная составляющая имеет общий вид:

где=3800 1/с – постоянная затухания, = 10603 рад/с – угловая частота затухающих колебаний , А и   – постоянные интегрирования, которые должны быть определены из начальных условий.

Общий вид результата как суммы двух составляющих:

3) Определение начальных условий.

Для вычислений постоянных интегрирования необходимо знать начальное значение искомой величины и начальное значение ее первой производной.

Так как выходное напряжение является напряжением на емкости, то по закону коммуникации оно не может измениться мгновенно до подключения э.д.с.

оно было равно нулю, следовательно, и в первый момент после подключения останется равным нулю:

 = 0.

Также по закону коммутации не может измениться мгновенно ток, протекающий по индуктивности, который до подключения тоже был равен нулю.

Следовательно

Если обе эти величины равны нулю, то в соответствии с законом Кирхгофа в момент t=0 оказываются равными нулю и токи второй и третьей ветви

().

Но ток  это ток протекающий через емкость, а он связан с напряжением соотношением:

.

Значит, значение первой производной выходного напряжения равно току номер 3, деленному на С:

== 0

4) Вычисляем постоянные интегрирования.

При t =(0):

Из второго уравнения можно найти :

Из первого уравнения найдем А:

A = -

Окончательный результат:

 h(l) =

Постоянная времени процесса

Операторный метод

Действия операторным методом при нулевых начальных условиях в значительной мере подобны действиям при анализе символическим методом цепей синусоидального тока при замене в выражениях сопротивлений комбинации «j« на букву «р». Таким образом, мы найдем то, что называется передаточной функцией цепи:

W(p) =

С помощью этой функции легко записать операторное выходное напряжение при заданном операторном выходном напряжении:

В нашем случаи на входе действует постоянная э.д.с., равная 1В. Ее операторными изображением является 1/р. Значит операторным изображением переходной функции h(t) будет

H(p) =