頻率特性的測試

1、汕頭大學(xué)實驗報告頻率特性的測試一、實驗?zāi)康挠眯盘柊l(fā)生器和示波器測量被測系統(tǒng)的頻率特性二、實驗儀器TKKL-1 控制理論實驗箱 1臺、 TDS1001B 數(shù)字存儲示波器 1臺、萬用表 1 只三、實驗原理對于穩(wěn)定的定常系統(tǒng)或環(huán)節(jié)，當(dāng)其輸入端加入一正弦信號 X(t)=XmSin w t，它的穩(wěn) 態(tài)輸出是一與輸入信號同頻率的正弦信號， 但其幅值和相位將隨著輸入信號的頻率 w 的 變化而變化。即輸出信號為Y (t)= Ym Sin( w t+)= Xm|G(j w )|Sin( w t+ 其中 |G(jYm w )1= ,(w )= argG(j w )Xm 所以，只要改變輸入信號X(t) 的頻率 w,

2、就可測得輸出信號與輸入信號的幅值比|G(j w)|和它們的相位 (w )= argG(j w )。不斷改變 x(t)的頻率，就可測得被測環(huán)節(jié)的幅 頻特性|G(j w )1 和相頻特性 (w ) 。本實驗通過使用示波器分別測量輸入信號及輸出信號的幅值及相位關(guān)系，實現(xiàn)對幅 頻特性及相頻特性進(jìn)行測量。四、實驗內(nèi)容及步驟1、本實驗準(zhǔn)備測量二階系統(tǒng)的閉環(huán)頻率特性 ( 二階系統(tǒng)可 K=200/51,T1=0.02,T2=0.051, 也可根據(jù)需要自己選擇 ) 。2、畫出要測量的二階系統(tǒng)的方框圖及模擬電路圖。3、計算所設(shè)計的二階系統(tǒng)的頻率特性的理論值，確定要測量的關(guān)鍵點的頻率及要測 量的頻率范圍，設(shè)計好實驗

3、記錄表格。4、完成實驗并記錄相關(guān)實驗數(shù)據(jù)，驗證數(shù)據(jù)的合理性。5、二階系統(tǒng)的輸入信號可采用實驗箱上的正弦波信號發(fā)生器的輸出信號，信號的幅值及頻率可以通過電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)，信號的頻率可以采用實驗箱上的頻率計進(jìn)行測量。五、實驗圖和數(shù)據(jù)1 理論計算結(jié)果 理論值可由 MATLAB 求得， MATLAB 本為 clear n=3844.68;d=1 50 3844.68; w=logspace(-1,3,100); G,P,w=bode( n,d,w);Mr,k=max(G);Mr=20*log10(Mr),Wr=w(k) % 求諧振峰值和諧振頻率 n=1;while 20*log10(G(n)=-3;n=

4、n +1;endWb=w( n) % 求截止頻率 其運行結(jié)果為 Mr=2.6397 , Wr=50.9414 Wb=89.0215 。則理論值為頻帶寬度 ? ? b ragOZISs 1，2.6397= 1.3551諧振頻率 j = 50.9414s 4及諧振峰值 Mr =10 202、實驗數(shù)據(jù) 輸入電壓峰峰值 : 1.68Vf0.362588.119109.07214.432.463.3663.2384.2497.92|Gj)|1.021.041.231.421.401.331.1620lg G|0.170.341.803.042.922.501.29f1213.0513.521518305

5、0?127.872134.33130.44142.56150.336164.16172.8Gj)|0.880.700.660.540.380.130.0320lg Gl-1.11-3.10-3.61-5.35-8.40-17.72-30.463、數(shù)據(jù)分析：峰值： 1.42/1.3551-1=4.8%頻率： 63.23/50.94 -仁 24%不用分析頻帶寬都可知道數(shù)據(jù)相差過大，實驗讀書誤差或者儀器誤差等多種原因。 比如 8.11 中的有 t和 f 決定， t 讀書稍有誤差就會使得頻率偏差很大。六、思考題 所設(shè)計的二階系統(tǒng)為什么會諧振？你是如何用實驗確定諧振頻率和諧振峰值的？ 答： 0 一二 0.40 ： 1 ，所以會諧振。改變輸入頻率，并觀察示波器上的波形來