實驗三、典型環(huán)節(jié)的頻率特性測量

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實驗三、典型環(huán)節(jié)的頻率特性測量一、 實驗?zāi)康?. 學(xué)習(xí)和掌握測量典型環(huán)節(jié)的頻率特性曲線的方法和機能。2. 學(xué)習(xí)根據(jù)實驗所得頻率特性曲線求取傳遞函數(shù)的方法。二、 實驗內(nèi)容1. 實驗法完成一階慣性環(huán)節(jié)的頻率特性曲線測試。2. 實驗法完成典型二階系統(tǒng)開環(huán)頻率特性曲線測試。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，與實驗結(jié)果比較。三、 實驗過程及分析1. 一階慣性環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)參數(shù)、電路設(shè)計及幅相頻率特性曲線：對于的一階慣性環(huán)節(jié)，其幅相頻率特性曲線是一個半圓，見圖3.1。取代入，得在實驗所得特性曲線上，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，可以確定環(huán)節(jié)的時間常數(shù)T，。實驗用一階慣性環(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)計參閱圖1.5.2。實驗現(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)第一個轉(zhuǎn)折點為1/T，本實驗中是w=5處。通過實驗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)計及其幅相頻率特

3、性曲線。對于由兩個慣性環(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式，有 （31） 其中 故有 （33）如已測得二階環(huán)節(jié)的幅相頻率特性，則、和均可從實驗曲線得到，于是可按式（31）、（32）和（33）計算K、T、，并可根據(jù)計算所得T、 求取T1和T2、實驗用典型二階系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為:其電路設(shè)計參閱圖3.2.2。 實驗現(xiàn)象及分析：二階環(huán)節(jié)的存在兩個轉(zhuǎn)折點，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，賦值趨向于0.二階的伯德圖可以看粗在w=5的時和w=10時出現(xiàn)兩次的轉(zhuǎn)