實(shí)驗(yàn)三、典型環(huán)節(jié)的頻率特性測(cè)量

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實(shí)驗(yàn)三、典型環(huán)節(jié)的頻率特性測(cè)量一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)和掌握測(cè)量典型環(huán)節(jié)的頻率特性曲線的方法和機(jī)能。2. 學(xué)習(xí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得頻率特性曲線求取傳遞函數(shù)的方法。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 實(shí)驗(yàn)法完成一階慣性環(huán)節(jié)的頻率特性曲線測(cè)試。2. 實(shí)驗(yàn)法完成典型二階系統(tǒng)開環(huán)頻率特性曲線測(cè)試。3. 根據(jù)所得頻率特性曲線求取各自的傳遞函數(shù)。4. 軟件仿真法求取一階慣性環(huán)節(jié)頻率特性和典型二階系統(tǒng)開環(huán)頻率特性，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較。三、 實(shí)驗(yàn)過程及分析1. 一階慣性環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)參數(shù)、電路設(shè)計(jì)及幅相頻率特性曲線：對(duì)于的一階慣性環(huán)節(jié)，其幅相頻率特性曲線是一個(gè)半圓，見圖3.1。取代入，得在實(shí)驗(yàn)所得特性曲線上，從半

2、圓的直徑，可得到環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)K，K。在特性曲線上取一點(diǎn)，可以確定環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)T，。實(shí)驗(yàn)用一階慣性環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)為，其中參數(shù)為R0=200，R1200，C0.1uF，其模擬電路設(shè)計(jì)參閱圖1.5.2。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：奈氏圖和伯德圖如下： 理想的伯德圖的幅相曲線如下：圖3.3.1由于系統(tǒng)是一階慣性環(huán)節(jié)，傳遞函數(shù)可以寫成K/squrt（T2w2+1）可知奈氏圖的曲線是圓形，半徑為K。伯德圖中，慣性環(huán)節(jié)第一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)為1/T，本實(shí)驗(yàn)中是w=5處。通過實(shí)驗(yàn)的曲線可以看出在該處，增益下降為-20db。相頻曲線在-90以上，相位裕度大于90可知系統(tǒng)非常穩(wěn)定。2. 典型二階系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)參數(shù)、電路設(shè)計(jì)及其幅相頻率特

3、性曲線。對(duì)于由兩個(gè)慣性環(huán)節(jié)組成的二階系統(tǒng)，其開環(huán)傳遞函數(shù)為 令上式中 ，可以得到對(duì)應(yīng)的頻率特性二階系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的幅相頻率特性曲線，圖3.2.1所示。根據(jù)上述幅相頻率特性表達(dá)式，有 （31） 其中 故有 （33）如已測(cè)得二階環(huán)節(jié)的幅相頻率特性，則、和均可從實(shí)驗(yàn)曲線得到，于是可按式（31）、（32）和（33）計(jì)算K、T、，并可根據(jù)計(jì)算所得T、 求取T1和T2、實(shí)驗(yàn)用典型二階系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為:其電路設(shè)計(jì)參閱圖3.2.2。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及分析：二階環(huán)節(jié)的存在兩個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，相角變化范圍有180度，所以在奈氏圖的高頻段出現(xiàn)在虛軸的左半部分，當(dāng)高頻時(shí)，賦值趨向于0.二階的伯德圖可以看粗在w=5的時(shí)和w=10時(shí)出現(xiàn)兩次的轉(zhuǎn)