51114

Изучение переходных частотных типовых динамических звеньев

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Сравнить полученные графики с табличными и сделать выводы. Теоретические сведения Частотными характеристиками называются формулы и графики характеризующие реакции звена или системы на синусоидальное входное воздействие в установившемся режиме вынужденные синусоидальные колебания звена. В данном случае имеет место опережение по фазе так как график лежит в первой четверти. Форсирующее звено 2го порядка 1 3000 V К=15 Т1=7 Т2=5 150000 V

Русский

2014-02-06

63.73 KB

2 чел.

Федеральное агентство по образованию

Тихоокеанский Государственный университет

Лабораторная работа 2

По дисциплине «Теория управления»

Исследование  частотных характеристик

типовых динамических звеньев

Выполнил студент гр. ПО-62

Новосад А.О.

Проверил:  Степанов В.Г.

Хабаровск 2009

Цель: Изучение переходных частотных  типовых динамических звеньев.

Задача:

  1.  Ознакомиться с программой построения АЧХ и ФЧХ типовых динамических звеньев.
  2.  Снять частотные характеристики звеньев. Выявить влияние параметров звеньев на вид частотных характеристик.
  3.  Сравнить полученные графики с табличными и сделать выводы.

Теоретические сведения

Частотными характеристиками называются формулы и графики, характеризующие реакции звена или системы на синусоидальное входное воздействие в установившемся режиме – вынужденные синусоидальные колебания звена.

Если на вход подать сигнал  то на выходе получим  В символическом виде можно записать что . Рассмотрим ур-е звена

  

Переведем его в символическую запись

Отсюда получим

 

Последнее выражение называют амплитудно-фазовой частотной характеристикой. Выразим из него амплитуду и фазу

АФЧХ показывает зависимость отношения амплитуд входного и выходного сигналов от частоты, а также зависимость фазовых сдвигов от частоты. При построении АФЧХ в прямоугольных координатах выделяют вещественную и мнимую части

Форсирующее звено 1-го порядка

+1       V(

U(𝛚)

V(𝛚)

0

𝛚=0

𝛚=∞

K

Годограф имеет вид прямой параллельной оси ординат. В данном случае имеет место опережение по фазе так как график лежит в первой четверти. С ростом передаточного числа растет амплитуда колебаний. Между мнимой частью и постоянной Т1 существует прямая зависимость.

Форсирующее звено 2-го порядка

+1

3000

          V(

К=15

Т1=7

Т2=5

-150000

V(𝛚)

U(𝛚)

0

K

𝛚=∞

𝛚=0

График лежит в первой и второй четверти, а значит снова имеем дело с опережением. При росте К график смещается вправо. Увеличение Т1 приведет к растягиванию графика вверх, так как этот параметр напрямую влияет на скорость возрастания мнимой части. Увеличение Т2 приведет к растягиванию вдоль оси U.

Инерционное дифференцирующее звено

 

2,5

V(𝛚)

К=10

Т1=2

𝛚=0

𝛚=∞

0

5

U(𝛚)

График полностью лежит в первой четверти. КоэффициентК прямо влияет на разницу в амплитудах входного и выходного сигналов.  Постоянная Т1 влияет  на размах графика. Чем больше Т1 тем меньше график относительно обоих осей.

Инерционное интегрирующее звено

U(𝛚)

-3

𝛚=∞

𝛚=0

0

К=0,3

Т1=1

-0,0007

V(𝛚)

-Т1*К

График лежит в третьей четверти, а значит выходной сигнал отстает по фазе от входного. Вертикальная асимптота определяется выражением U(𝛚)= –Т1*К.

Апериодическое  звено 1-го порядка

U(𝛚)

К

0

-2,5

К=5

Т1=2

𝛚=∞

𝛚=0

V(𝛚)

Апериодическое звено 2-го порядка

-2

К

U(𝛚)

0

-7,5

𝛚=0

𝛚=∞

К=10

Т1=3

Т2=2

V(𝛚)

График лежит в третьей и четвертой четвертях. Значит фаза выходного сигнала отстает от входного. Коэффициент передачи как обычно прямо пропорционален отношению амплитуд входного и выходного сигналов.

Изодромное звено

U(𝛚)

      V(

К

0

𝛚=0

𝛚=∞

V(𝛚)

В случае с изодромным звеном можно провести аналогию с форсированным первого порядка с той разницей что график лежит в четвертой четверти и имеет место запаздывание выходного сигнала.

Вывод: в ходе выполнения данной лабораторной работы были изучены частотные характеристики основных видов динамических звеньев. Также рассмотрено влияние коэффициентов на форму графиков и отношение входного и выходного сигналов.

.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

74338. Представление генераторов при расчете установившихся режимов эл.передач ЭЭС. 105 KB
  В расчетах установившихся режимов электрических сетей и систем как правило не учитываются и а генератор представляется источником подключенным к шинам генераторного напряжения. Обычно для генерирующих узлов при фиксированных и не известны модуль и фаза напряжения узла и либо активные и реактивные составляющие напряжения и . Постоянные активная мощность и модуль напряжения В этом случае переменными являются как правило реактивная мощность и фаза напряжения. Задание постоянного модуля напряжения при соответствует реальным...
74339. Моделирование (представление) линии эл.передачи 0,38-220 кВ. характерные данные и основные соотношения между параметрами схем замещения ЛЭП 210.5 KB
  Характерные данные и основные соотношения между параметрами схем замещения ЛЭП. Выше приведена характеристика отдельных элементов схем замещения линий. При расчете симметричных установившихся режимов ЭС схему замещения составляют для одной фазы
74340. Особенности моделирования воздушных линий электропередачи со стальными проводами 116.5 KB
  Особенности моделирования воздушных линий электропередачи со стальными проводами. Поэтому стальные провода применяют при выполнении больших переходов через естественные препятствия широкие реки горные ущелья и т.
74341. Моделирование протяженных линий эл.передачи напряжением 330-750 кВ 38 KB
  Линии электропередачи с номинальным напряжением 330 500 750 кВ разделяют посредством переключательных пунктов на участки в 250 350 км что локализует и уменьшает влияние поврежденных участков на изменение параметров режима и устойчивость работы сети рис. Такое построение линии а также включение промежуточных подстанций разбивает электропередачу на участки и ее удобно моделировать цепочной схемой замещения. Протяженные линии в режиме минимальных нагрузок имеют избыток реактивной мощности генерируемой линией. Для компенсации этой...
74342. Режим передачи активной мощности для идеализированной электропередачи. Условия передачи активной мощности 319.5 KB
  Отложим вектор фазного напряжения U1ф в начале линии по вещественной оси. Под углом φ к нему построим вектор тока I в линии. В результате получим падение напряжения ΔU и вектор фазного напряжения U2ф в конце линии. Линия без потерь: а схема замещения; б векторная диаграмма; в угловая характеристика мощности Тогда активная мощность в начале линии 10.
74343. Режимные и технические мероприятия повышения пропускной способности электропередачи 31 KB
  Причем с увеличением длины линий второй фактор устойчивость определяет предел передаваемой мощности. Известно что передаваемая по линии без потерь активная мощность АМ и потребляемая по ее концам реактивная мощность РМ в зависимости от угла передачи d определяются как: Ограничения передаваемой мощности Р0 вызваны необходимостью обеспечить статическую устойчивость в нормальном режиме с коэффициентом запаса по передаваемой мощности: где предельная мощность Также нужно обеспечить динамическую устойчивость в аварийном режиме и передачу...
74344. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАДАЧИ РАСЧЕТА И АНАЛИЗА УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ. ЦЕЛЬ РАСЧЕТОВ. ОСНОВНЫЕ ДОПУЩЕНИЯ ПРИ РАСЧЕТЕ РЕЖИМОВ 95.5 KB
  Естественно такая электрическая цепь обязательно включает в себя ИП и ЭП как составные части и в едином смысле понятие электрической сети формально совпадает с понятием ЭЭС как электрической цепи. При решении ряда задач эксплуатации развития и проектирования электрических сетей необходимо оценить условия в которых будут работать потребители и оборудование электрической сети. Также эти оценки дают возможность установить допустимость анализируемого режима при передаче по сети данных мощностей при подключении новых и отключении...
74345. РАСЧЕТ И АНАЛИЗ УСТАНОВИВШЕГОСЯ РЕЖИМА УЧАСТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ 1.09 MB
  В качестве участка может рассматриваться любой элемент трехфазной электрической сети (линия электропередачи, трансформатор и т.д.), в дальнейшем именуемый также общим термином — электропередача. Предварительно рассмотрим участок — электропередачу, схема замещения которого состоит из одной продольной ветви с сопротивлением
74346. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ КОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ 158 KB
  Создаются возможности регулирования напряжения в узлах сети и на зажимах электропотребителей: Реактивная мощность передаваемая от электростанции и других центральных источников загружает все элементы электрической сети уменьшая возможность передачи активной мощности. Поэтому по экономическим соображениям потребность в реактивной мощности в большей ее части необходимо удовлетворять за счет установки местных источников реактивной мощности. В этом случае уменьшается передача реактивной мощности по участкам сетей: снижаются потери...