Исследование динамических звеньев систем радиоавтоматики. Анализ свойств типовых звеньев

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт инженерной физики и радиоэлектроники

Кафедра «РЭС»

Лабораторная работа №1

по дисциплине «Радиоавтоматика»

Исследование динамических звеньев

систем радиоавтоматики

Выполнили:

студенты группы РФ 08-09,

,

,

группы РФ08-11

,

Проверил:

Красноярск 2011

Цель работы: изучение свойств типовых звеньев систем радиоавтоматики, способов их реализации, а также методики моделирования линейных систем по их структурным схемам.

Рисунок 1 - Функциональная схема лабораторной установки.

Порядок проведения работы:

1. Снятие амплитудно-частотной (АЧХ) и фазо-частотной (ФЧХ) характеристик типовых звеньев.

На рис. 2-6 представлены структурные схемы типовых звеньев. В табл. 1-4 показаны зависимости амплитуды и фазы выходного сигнала от частоты. Постоянная времени Т=0,0004с.

Рисунок 2 – Структурная схема безынерционного звена.

АЧХ и ФЧХ безынерционного звена определяются выражениями:

Рисунок 3 – Структурная схема инерционного звена.

АЧХ и ФЧХ инерционного звена определяются выражениями:

Таблица 1 – Инерционное звено

f, кГц	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Uвых, В	0,47	0,26	0,18	0,13	0,11	0,089	0,077	0,067	0,06	0,053
φ, град	-64	-70	-74	-83	-86	-102	-97	-115	-90	-60

Рисунок 4 – Структурная схема интегрирующего звена.

АЧХ и ФЧХ интегрирующего звена определяются выражениями:

Таблица 2 – Интегрирующее звено

f, кГц	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Uвых, В	16* 10-5	7,9* 10-5	5,3* 10-5	4*10-5	3,2* 10-5	2,6* 10-5	2,2* 10-5	2* 10-5	1,8* 10-5	1,5* 10-5
φ, град	-90	-92	-85	-98	-105	-79	-97	-115	-90	-100

Рисунок 5 – Структурная схема форсирующего звена.

АЧХ и ФЧХ форсирующего звена определяются выражениями:

Таблица 3 – Форсирующее звено

f, кГц	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Uвых, В	0,068	0,12	0,18	0,24	0,3	0,36	0,42	0,47	0,53	0,57
φ, град	60	63	73	67	66	56	70	49	54	60

Рисунок 6 – Структурная схема пропорционально-интегрирующего звена.

АЧХ и ФЧХ пропорционально-интегрирующего звена определяются выражениями:

Таблица 4 – Пропорционально-интегрирующее звено

f, кГц	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Uвых, В	0,13	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12	0,11
φ, град	-24	-12	-6	-8	0	0	0	0	0	0

На рис. 7-9 представлены экспериментальные АЧХ и ФЧХ типовых звеньев.

f, кГц

K(f), В

Рисунок 7 – АЧХ типовых звеньев.

На рис. 8 представлена АЧХ интегрирующего звена.

K(f), В

f, кГц

Рисунок 8 – АЧХ интегрирующего звена.

f, кГц

φ(f), град

 

Рисунок 9  – ФЧХ типовых звеньев.

2.  Снятие переходных характеристик типовых звеньев.

На рис. 10-13 показаны переходные характеристики типовых звеньев.

Переходная характеристика инерционного звена:

Рисунок 10 – Переходная характеристика инерционного звена.

Переходная характеристика интегрирующего звена:

Рисунок 11 – Переходная характеристика интегрирующего звена.

Переходная характеристика форсирующего звена по теории должна содержать две составляющие: первая имеет вид дельта-функции, а вторая – ступенчатой функции.

Рисунок 12 – Переходная характеристика форсирующего звена.

Переходная характеристика инерционного звена: