Домашняя подготовка и составление предварительного отчета. 1. Изучить рекомендуемую литературу [1,с.147–178]

1. Изучить рекомендуемую литературу [1,с.147–178].

2. Для исследуемых соединений (рис.2.) записать в соответствии с заданными параметрами операторные уравнения и передаточные функции, а также начертить примерный вид переходных, амплитудно–частотных (АЧХ), фазочастотных (ФЧХ) и амплитудно–фазовых (АФХ) характеристик параллельного и последовательного соединений (рис.2.а, точки 1 и 2). Частотные характеристики нарисовать в линейном масштабе. Тип передаточных функций звеньев на рис.2. определяется для каждого варианта заданным номером (табл.2) звеньев (табл.В.1).

Письменно указать, каким образом снимаются переходные и частотные характеристики и определяются статические характеристики.

Рис.2. Варианты соединения звеньев

3. Записать в соответствии с заданными параметрами операторные уравнения, передаточные функции и коэффициенты передачи для заданного варианта (табл.2) встречно–параллельных соединений звеньев (рис.2.б). Объяснить письменно результаты преобразования звеньев, охватываемых обрат­ной связью. Объяснить: в каких случаях введение обратных связей может привести к неустойчивости эквивалентного звена; как это отражается в переходной характеристике, а также; в каких случаях и почему обратные связи не меняют коэффициент передачи звена.

Указания. К п.2. Нарисовать приблизительный вид указанных характеристик и отметить характерные точки, позволяющие экспериментально определять числовые характеристики звеньев, входящих в исследуемое соединение.

Таблица.2

№ варианта

Номера и параметры звеньев

Номера заданных звеньев

W1

W2

W3

W4

W5

k

k

T, с

k,1/c

k , c

k, c

T, c

3+4

3-4

3+4

3-4

3+4

3-4

При построении переходных характеристик для последовательного соединения нужно yчитывать, что выходной сигнал предыдущего звена является входным сигналом последующего звена.

В начальный момент времени (приблизительно равный 1÷2 значениям постоянной времени звена) апериодическое звено преобразует входной сигнал как интегрирующее, т.е. входной сигнал апериоди­ческого звена интегрируется в течение указанного интервала времени. В установившемся режиме апериодическое звено эквивалентно безынерционному. Для последовательного соединения звеньев АФХ находится путем перемножения модулей и сложения соответ­ствующих значений аргументов АФХ отдельных звеньев на одной и той же частоте. При параллельном соединении звеньев для на­хождения эквивалентной переходной характеристики выходные сигна­лы отдельных звеньев складываются арифметически, а при нахожде­нии АФХ амплитудно-фазовые характеристики одиночных звеньев складываются векторно на каждой частоте. Отметить влияние значений коэффициентов передачи и постоянных времени на переходные и частотные характеристики соединения звеньев. Коэффициент передачи соединения звеньев определяется из его передаточной функции при подстановке в передаточную функцию оператор р равным нулю.

Указать вид входных сигналов, при которых производится снятие пере­ходных и частотных характеристик.

К п.3. Вывести в общем виде выражение эквивалентной передаточной функции W_экв(р) встречно-параллельного соедине­ния двух звеньев. Подставить в него значения передаточных функций заданной комбинации звеньев и преобразовать выражение так, чтобы знаменатель представлял собой характеристический оператор одного из типовых звеньев. По виду эквивалентной пере­даточной функции определить тип эквивалентного звена. Начертить на четырех рисунках примерный вид переходных, амплитудно-частотных, фазо-частотных и амплитудно-фазовых характеристик звена без обратной связи и при введении положительной и отрицательной обратной связи. Оценить влияние обратной связи.

Работа в лаборатории

1. Провести экспериментальное исследование параллельного и последовательного соединения типовых звеньев АСР (рис.2.а, точки 1 и 2), заданных в табл.2.

2. Провести экспериментальное исследование встречно–параллельного соединения типовых звеньев.

Указания. 1. Собрать схему исследуемого соединения звеньев. Для этого источник единичного скачка (ИЕС) подключить на вход первого звена, один вход осциллографа – к выходу ИЕС, а второй – на выход соединения звеньев.

Для снятия частотных характеристик источник единичного скачка заменить источником синусоидального сигнала (ИСС).

Для заданных в табл.2 типов звеньев снять переходную и частотные характеристики (АЧХ и ФЧХ) в точках 1 и 2. Зарисовать осциллограмму переходного процесса и частотные характеристики в контрольных точках. По частотным характеристикам построить АФХ. Определить вклад каждого звена в переходной процесс и АФХ. Сравнить полученные результаты с данными предварительного отчета.

Реализовать схему рис.2.б и повторить п.1 для точек 1, 2 и 3.

2. Для заданного звена W4 снять и построить переходные и частотные (АЧХ, ФЧХ, АФХ) характеристики до и после подключения обратной связи обоих знаков. По характеристикам определить параметры эквивалентных звеньев. Сравнить полученные результаты с данными предварительного отчета. При использовании положительной обратной связи, изменяя параметры звена обратной связи, определить момент нарушения устой­чивости, экспериментально измерить критический коэффициент обратной связи, для чего снять переходную характеристику звена обратной связи.

Сделать вывод об изменениях переходной и частотных харак­теристик при подключении обратных связей.