Системы радиоавтоматики, их классификация и показатели качества. Частотные характеристики СУ. Типовые элементарные звенья СУ и их логарифмические характеристики, страница 6

2) по оси ординат откладываются значения модуля ПФ разомкнутой системы в

децибелах:

3) ось абсцисс (ось частот) обязательно пересекает ось ординат в точке 0 дБ; ось ординат может пересекать ось частот в любой точке, но, удобнее, выбирать точку ω=1.

          Правила построения ЛФХ:

1) масштаб оси частот тот же, что и при построении ЛАХ;

2) по оси ординат откладываются значения фазы φ(ω) ПФ разомкнутой системы в градусах или радианах;

3) ЛФХ желательно располагать строго под ЛАХ (для удобной совместной работы с 2-мя графиками).

          Рекомендации относительно построения ЛХ даны в следующих разделах. Здесь же отметим два обстоятельства.

          Во-первых, отличия систем 1 и 2 на ЛХ выражены весьма отчетливо. ЛАХ  статической системы 1 в низкочастотной области имеет нулевой наклон, а ЛФХ в этой же частотной области приближается к нулевому уровню. ЛАХ астатической системы 2 в низкочастотной области имеет отличный от нуля наклон и ЛФХ не равна нулю. Вблизи верхней границы полосы пропускания систем ЛХ также существенно отличаются: ЛАХ более широкополосной системы 1 пересекает ось частот правее, чем ЛАХ системы 2. Точка пересечения ЛАХ с осью частот называется частотой среза ωср системы. ЛФХ системы 2, имеющей колебательный переходный процесс, на частоте среза ближе к уровню -180о.

          Во-вторых, на частоте среза  и , поэтому точка пересечения годографов и единичной окружности (рис. 1.8) соответствует частоте среза. Информация о месте пересечения годографа и единичной окружности содержится в ЛФХ (угловая координата этой точки определяется величиной φ(ωср)). Поэтому для приближенного построения годографа Найквиста достаточно по ЛХ определить значения φ() и φ(ωср). Первое значение определяет направление, в котором начинается годограф, второе – место пересечения годографа и единичной окружности. Для корректного построения завершающей части годографа следует учесть значение φ().

1.4. Типовые элементарные звенья СУ

и их логарифмические характеристики

          Рассматриваемые СУ состоят из отдельных функциональных элементов (например, система АПЧ, изображенная на рис. 1.2, состоит из частотного дискриминатора, усилителя и т.д.). Типовые элементарные звенья используются в качестве математической модели таких функциональных элементов. При этом не обязательно для каждого функционального элемента использовать математическую модель: можно несколько функциональных элементов представить одним типовым элементарным звеном (например, в системе АПЧ варикап и УГ можно объединить), а можно один функциональный элемент представить несколькими типовыми элементарными звеньями. В результате разомкнутая система представляется в виде некоторого соединения типовых элементарных звеньев. Можно определить такой набор типовых элементарных звеньев, что их соединение будет исключительно последовательным (определение такого набора звеньев формально следует из 3-го свойства ПФ с объединением в числителе и знаменателе сомножителей, соответствующих комплексно-сопряженным корням). Тогда ПФ разомкнутой системы Wр(jω) представляется в виде произведения ПФ типовых элементарных звеньев, что существенно облегчает построение логарифмических характеристик:

1) ЛАХ типовых элементарных звеньев суммируются (в соответствии со свойством логарифмов: логарифм произведения равен сумме логарифмов);

2) ЛФХ типовых элементарных звеньев также суммируются (φ(ω) – показатель экспоненты, при перемножении экспонент показатели суммируются).

          В инженерной практике находит применение следующий набор типовых элементарных звеньев:

          - усилительное (безынерционное, пропорциональное) звено,

          - интегрирующее звено,

          - дифференцирующее звено,

          - апериодическое (инерционное, статическое) звено,

          - форсирующее звено,

          - колебательное звено.

          Для построения ЛХ СУ необходимо уметь строить ЛХ перечисленных типовых элементарных звеньев. Рассмотрим эти звенья подробнее.

1. Усилительное звено (рис. 1.10).

          ПФ и частотные характеристики усилительного звена: Wр(jω)=K;      P(ω)=K;     Q(ω)=0;       φ(ω)=0.