頻率特性測(cè)定-

實(shí)驗(yàn)四控制系統(tǒng)的頻率特性實(shí)驗(yàn)?zāi)康膽?yīng)用頻率特性測(cè)試儀測(cè)量系統(tǒng)或環(huán)節(jié)的頻率特性。實(shí)驗(yàn)設(shè)備長(zhǎng)余輝雙蹤示波器TDN-AC/ACS自動(dòng)控制原理/計(jì)算機(jī)控制原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配套的電阻、電容、導(dǎo)線等三、實(shí)驗(yàn)原理1、原系統(tǒng)的原理方塊圖，見(jiàn)下列圖1。圖1被測(cè)系統(tǒng)方塊圖系統(tǒng)(或環(huán)節(jié))的頻率特性，是一個(gè)復(fù)變量?？梢员硎境梢越穷l率為參數(shù)的幅值和相角：本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用頻率特性測(cè)試儀測(cè)量系統(tǒng)或環(huán)節(jié)的頻率特性。圖1所示系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)頻率特性為：采納對(duì)數(shù)幅頻特性和相頻特性表示，則上式表示為：將頻率特性測(cè)試儀內(nèi)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的超低頻正弦信號(hào)的頻率從低到高變化，并施加于被測(cè)系統(tǒng)的輸入端[r(t)]，然后分別測(cè)量相應(yīng)的反饋信號(hào)[b(t)]和誤差信號(hào)[e(t)]的對(duì)數(shù)幅值和相位。頻率特性測(cè)試儀測(cè)試數(shù)據(jù)經(jīng)相關(guān)器運(yùn)算后在顯示器中顯示。依據(jù)式3和式4分別計(jì)算出各個(gè)頻率下的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅值和相位，在半對(duì)數(shù)座標(biāo)紙上作出實(shí)驗(yàn)曲線：開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻曲線和相頻曲線。依據(jù)實(shí)驗(yàn)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻曲線畫(huà)出開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻曲線的漸近線，再依據(jù)漸近線的斜率和轉(zhuǎn)角頻確定頻率特性(或傳遞函數(shù))。所確定的頻率特性(或傳遞函數(shù))的正確性可以由測(cè)量的相頻曲線來(lái)檢驗(yàn)，對(duì)最小相位系統(tǒng)而言，實(shí)際測(cè)量所得的相頻曲線必需與由確定的頻率特性(或傳遞函數(shù))所畫(huà)出的理論相頻曲線在一定程度上相符。如果測(cè)量所得的相位在高頻(相關(guān)于轉(zhuǎn)角頻率)時(shí)不等于-90°(q-p)[式中p和q分別表示傳遞函數(shù)分子和分母的階次]，那么，頻率特性(或傳遞函數(shù))必定是一個(gè)非最小相位系統(tǒng)的頻率特性。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、準(zhǔn)備：將信號(hào)源單元(U1SG)的ST插針和+5v插針用“短路塊〞短接。2、被測(cè)系統(tǒng)的模擬電路圖，見(jiàn)圖2圖2被測(cè)系統(tǒng)3、測(cè)量系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻曲線和相頻曲線。1〕將頻率測(cè)試儀中的信號(hào)發(fā)生器的頻率調(diào)節(jié)為0.lKHz，(正弦波)，幅值調(diào)節(jié)至適當(dāng)值，并施加至被測(cè)系統(tǒng)的輸入端。2〕用示波器觀察系統(tǒng)各環(huán)節(jié)波形，避免系統(tǒng)進(jìn)入非線性狀態(tài)。3〕測(cè)量系統(tǒng)誤差信號(hào)[e(t)]的幅值(對(duì)數(shù)幅值，單位為分貝，和相位(度)，并記錄測(cè)量結(jié)果。(4)測(cè)量反饋信號(hào)[b(t)]的幅值(分貝)和相位(度)。增大輸入正弦信號(hào)的頻率，直至300HZ，分別重復(fù)上述步驟。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理按照表1的格式記錄并處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入U(xiǎn)i(t)的頻率誤差信號(hào)反饋信號(hào)開(kāi)環(huán)頻率特性幅值對(duì)數(shù)幅值相位幅值對(duì)數(shù)幅值相位對(duì)數(shù)幅值相位100HZ10V200°-45°-30-45°實(shí)驗(yàn)中，由于傳遞函數(shù)是經(jīng)拉氏變幻推導(dǎo)出的，而拉氏變幻是一種線性積分運(yùn)算，適用于線性定常系統(tǒng)，所以必需用示波器觀察系統(tǒng)各環(huán)節(jié)波形，避免系統(tǒng)進(jìn)入非線性狀態(tài)。依據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量得的數(shù)據(jù)，按照?qǐng)D3的形式畫(huà)出開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻曲線和相頻曲線。圖3開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻曲線和相頻曲線依