Sprawozdanie nr 3 z automatyki.

Temat : Charakterystyki częstotliwościowe

                                                                                                 III MDT gr.61

Ćwiek Stanisław

Choma Krzysztof

Bełz Łukasz

Banaś Maciej

Charakterystyki częstotliwościowe zawierają pełną informację o dynamice układów regulacji, dlatego też zajmują bardzo ważne miejsce zarówno w teorii jak i praktyce sterowania automatycznego. Są one określane na zasadzie dla układów liniowych, choć mogą być również z powodzeniem stosowane dla pewnych klas układów zlinearyzowanych .

        Zasada wyznaczania charakterystyk częstotliwościowych oparta jest na następującym rozumowaniu :

         Na wejście badanego obiektu, układu lub elementu podawane jest wymuszanie harmoniczne o postaci

                                             X(t) = x­­­­­­0sin(wt)

Jeżeli badany obiekt jest liniowy i nie działają na niego żadne dodatkowe wymuszenia i zakłócenia, wówczas na wyjściu obiektu w stanie ustalonym pojawia się sygnał wyjściowy y(t) opisany zależnością

Y(t) = y­0­sin(wt+ f)

        Układ pomiarowy I składa się z rejestratora przebiegów czasowych i generatora sygnału harmonicznego oraz obiektu badań . Za pomocą rejestratora zapisuje się przebiegi x(t) i y(t) , z których określa się wzmocnienie

k=y­0(w)/x­0(w)

oraz kąt przesunięcia fazowego f(w) .

        Układ pomiarowy II jest oparty na takiej samej zasadzie wyznaczania charakterystyki częstotliwościowej jak układ I . Różni się natomiast przyrządem pomiarowym , za pomocą którego odczytuje się wartości punktów charakterystyki częstotliwościowej k(wi) i f (wi) . Na ekranie dwustrumieniowego oscyloskopu z długim czasem poświaty i podstawą czasu zsynchronizowaną z pulsacją wi otrzymuje się dwa przebiegi .

        Układ pomiarowy III-przyrządem pomiarowym jest tu oscyloskop jednostrumieniowy z długim czasem poświaty , na którego płytki poziome jest doprowadzony sygnał x(t) a na pionowe y(t) . W ten sposób na ekranie oscyloskopu powstają figury Lissajous . Wprost na papierze rejestratora otrzymuje się wykresy figur Lissjous a następnie z tych wykresów oblicza się k(w) i f (w) dla każdej częstotliwości .

        Układ pomiarowy IV jest przyrządem specjalizowanym przeznaczonym wyłącznie dla potrzeb automatyki . Składa się on z dwóch części ; generatora przebiegów harmonicznych z bardzo dokładnie nastawioną częstotliwością w zwykle do 3-4 znaków , oraz mierników wzmocnienia k(w) i f (w) .

Wykonanie ćwiczenia:

              W ramach praktycznej realizacji ćwiczenia należy wykonać pomiary charakterystyki amplitudowo-fazowej zadanego czwórnika elektrycznego. Pomiary wykonywane będą wg metody IV. Rolę specjalizowanego przyrządu spełnia analizator transmitancji typ 272A firmy UNIPAN.Przyrząd ten zawiera w jednej obudowie 3 oddzielne układy funkcjonalne: generator fali sinusoidalnej trójkątnej lub kwadratowej oraz dwa miliwoltomierze fazoczułe, z których mierzy składową rzeczywistą a drugi składową urojoną badanego sygnału.

              Pomiary rozpoczynamy od najmniejszej częstotliwości, dla której jest jeszcze możliwy pomiar. Przy zbyt małej częstotliwości wskazówki wskaźników zaczynają oscylować wokół średniej wartości. Dla czwórników badanych w laboratorium wmin wynosi ok. 3Hz. Dla ustawionej częstotliwości wi odczytujemy wartość P(wi)  Q(wi)  , wartości te zapisujemy w tabeli . Ponadto opuszczając pisak rejestratora nanosimy punkt charakterystyki odp. Częstotliwości wi. Następnie zwiększamy w do wartości, przy której pisak rejestratora przemieści się od poprzedniego punktu o ok. 20-25 mm. Dokonujemy odczytu wartości P(w) i Q(w) i zapisujemy w tabeli. Powtarzając wymienione wyżej czynności odczytujemy ok. 20 punktów charakterystyki amplitudowo- fazowej badanego obiektu.

  Tabela wyników.