自控實(shí)驗(yàn) 典型環(huán)節(jié)頻率特性的測試

實(shí)驗(yàn)三典型環(huán)節(jié)頻率特性的測試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆盏湫铜h(huán)節(jié)頻率特性曲線的測試方法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)求得的頻率特性曲線求取傳遞函數(shù)。二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備：TKKL-1實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)，超低頻示波器一臺(tái)。三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容慣性環(huán)節(jié)的頻率特性測試。2.由實(shí)驗(yàn)測得的頻率特性曲線求傳遞函數(shù)。四、 實(shí)驗(yàn)原理系統(tǒng)的頻率特性一個(gè)穩(wěn)定的線性系統(tǒng)，在正弦信號(hào)作用下，它的穩(wěn)態(tài)輸出是與輸入信號(hào)同頻率的正弦信號(hào)，振幅與相位一般與輸入信號(hào)不同。測取不同頻率下系統(tǒng)的輸出、輸入信號(hào)的幅值比和相位差，即可求得這個(gè)系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性。設(shè)輸入信號(hào)x(①t)二Xsin①t，則輸出m信號(hào)為y(?t)二Ysin@t+申)二Xm|G(j?)|sin@t+申)。m幅頻特性G()1二■Ym， 相頻特性ZG(jw)=P@)Xm頻率特性測試——李沙育圖形法將x(?t)、y(?t)分別輸入示波器的X、Y軸，可得如下李沙育圖形如圖5-1。①幅頻特性測試：由lG()|由lG()|=—mXm2Y m2Xm有L(w)=201gA(w)=201g2Y m2XdB)改變輸入信號(hào)的頻率，即可測出相應(yīng)的幅值比，測試原理示意圖如圖5-2。圖5-1李沙育圖形圖圖5-1李沙育圖形圖5-2幅頻特性測試圖f(Hz)1234567891011121214152Ym(V)2Xm(V)2Ym/2Xm20lg(2Ym/2Xm)wx(0)=x(0)=0

y(0)=Ysin申

mx(?t)=Xsin?tmy(?t)=Ysin(?t+p)m

有9(①)=sin-i^Y0)=sin-122Y0)m m其中，2y(0)為橢圓與Y軸相交點(diǎn)間的長度,上式適用于橢圓的長軸在一、三象限；當(dāng)橢圓的長軸在二、四象限時(shí)相位9的計(jì)算公式變?yōu)?(少)=1800—sin-i2y(0)2Yx(t)=Xmsin曲圖5-3x(t)=Xmsin曲圖5-3相頻特性測試圖(李沙育法)m3.慣性環(huán)節(jié)：電路如圖5-4，傳遞函數(shù)為KTs+110.02s+1假設(shè)取C=0.1uF，R1=100K，R2=200K，則系統(tǒng)的轉(zhuǎn)折頻率為f=1/2兀T=7.96Hz。m3.慣性環(huán)節(jié)：電路如圖5-4，傳遞函數(shù)為KTs+110.02s+1五、實(shí)驗(yàn)步驟圖5-4慣性環(huán)節(jié)測試電路1．在實(shí)驗(yàn)箱上搭建慣性環(huán)節(jié)電路如圖5-4，并接入比例環(huán)節(jié)。輸入信號(hào)源，電路和信號(hào)源輸出接示波器。在不致輸出飽和的情況下，輸入信號(hào)盡量大一些，測試輸入信號(hào)的幅度(用2Xm表示)。測試時(shí)將示波器掃描和幅值衰減檔置校準(zhǔn)位置，讀出格數(shù)再轉(zhuǎn)化為電壓，此后，應(yīng)不再改變輸入信號(hào)的幅度。為讀數(shù)方便，在讀2Xm、2Ym時(shí)，可將示波器X軸增益調(diào)到0圖5-4慣性環(huán)節(jié)測試電路調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器使頻率由低到高(1?15Hz)變化，測量對應(yīng)的2y(0)、2Xm、2Ym,數(shù)據(jù)填入表格，在轉(zhuǎn)折頻率附近可以多測量幾點(diǎn)。由9(①)=sin-1[y(0)/Y]=sin-1[2y(0)/2Y]繪制對數(shù)相頻特性曲線。mm4?根據(jù)L(o)=20lg(2Y/2X)繪制對數(shù)幅頻特性曲線。mm5．將繪制后的波特圖與準(zhǔn)確的波特圖進(jìn)行對比，分析誤差原因。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求寫出被測環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，畫出相應(yīng)的模擬電路圖。把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算數(shù)據(jù)填入表格，記錄李沙育圖形形狀和光點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向。繪制被測環(huán)節(jié)的幅頻、相頻Bode圖，分析實(shí)測Bode圖產(chǎn)生的