Badanie własności dynamicznych przetworników pomiarowych i korekcja dynamiczna

Przetworniki I-go rzędu

1. Dobór kondensatora w korektorze dla dolnoprzepustowego układu inercyjnego w/g odpowiedzi czasowej na wymuszenie skokowe najszybszej wolnej od przeregulowania.

2. Wyznaczenie sta³ych czasowych: samego cz³onu inercyjnego, członu inercyjnego z korektorem, samego korektora.

3. Zdjêcie charakterystyk czêstotliwoœciowych: samego cz³onu inercyjnego, cz³onu inercyjnego z korektorem, samego korektora poprzez pomiar amplitud sygna³ów i przesuniêcia fazowego miêdzy nimi na wejœciu i wyjœciu obiektu

4. Zdjêcie metod¹ elipsy charakterystyk czêstotliwoœciowych: samego cz³onu inercyjnego, cz³onu inercyjnego z korektorem, samego korektora.

Przetworniki II-go rzêdu

5. Wyznaczenie stopnia t³umienia dolnoprzepustowego uk³adu oscylacyjnego na podstawie odpowiedzi na wymuszenie skokowe.

6. Wyznaczenie doœwiadczalne dodatkowej rezystancji potrzebnej do uzyskania stopnia t³umienia : z=0.3, z=0.5, z=0.7, z=1.0 na podstawie odpowiedzi na wymuszenie skokowe.

7. Zdjêcie charakterystyk czêstotliwoœciowych dolnoprzepustowego uk³adu oscylacyjnego dla stopnia t³umienia z=0.3, z=0.7 za pomoc¹ woltomierzy i miernika fazy.

8. Zdjêcie metod¹ elipsy charakterystyk czêstotliwoœciowych dolnoprzepustowego uk³adu oscylacyjnego dla stopnia t³umienia z=0.3, z=0.7.

Przetworniki wy¿szego rzêdu

9. Zdjêcie charakterystyk czêstotliwoœciowych transformatorowego separatora sygna³u za pomoc¹ woltomierzy i miernika fazy.

Wykaz Przyrz¹dów

Osyloskop

Regulowany generator napiêcia prostok¹tnego i sinusoidalnego

Kondensator dekadowy

Opornik dekadowy

Czwórnik oscylacyjny

Czwórnik inercyjny z korektorem

Fazomierz elektroniczny

Transformrtorowy separator napiêcia

Przewody zwyk³e i BNC, rozga³êŸniki BNC 3 szt.

Uk³ad po³¹czeñ cz³onu oscylacyjnego - metoda elipsy

Uk³ad po³¹czeñ cz³onu oscylacyjnego - metoda fazomierza i woltomierzy

Objaœnienia:

Dolnoprzepustowy uk³ad oscylacyjny drugiego rzêdu opisywany jest przez transmitancjê operatorow¹:

gdzie:
- pulsacja niet³umionych drgañ w³asnych

z - stopieñ t³umienia

Dla przebiegów sinusoidalnych transmitancja widmowa przyjmuje postaæ:

Charakterystyka amplitudowo-czêstotliwoœciowa:

Charakterystyka fazowo-czêstotliwoœciowa:

gdzie:

n=0 dla 0

n=1 dla 0

- okres funkcji tangens (180 lub ).

wartoœci szczególne:

	0	0
()	0	-90	-180

OdpowiedŸ na wymuszenie skokowe przy z<1 ma postaæ oscylacyjn¹:

gdzie:

Pierwsze maksimum tej funkcji (zarazem najwiêksze) przyjmuje wartoœæ

Mo¿na st¹d wyznaczyæ stopieñ t³umienia

Charakterystyka amplitudowo-czêstotliwoœciowa G() posiada dla

maksimum rezonansowe Gm, którego wartoœæ wynosi:

Mo¿na st¹d wyznaczyæ stopieñ t³umienia:

Zale¿noœæ maksimów od stopnia t³umienia ilustruje tabela:

stopieñ t³umienia	maksimum czasowe	maksimum rezonansowe
0.01	1.969	50
0.05	1.854	10.013
0.1	1.729	5.025
0.2	1.527	2.552
0.3	1.372	1.747
0.4	1.254	1.364
0.5	1.163	1.155
0.6	1.095	1.042
0.7	1.046	1.0002
0.8	1.015	-
0.9	1.002	-
1.0	1.000	-

Uk³ad po³¹czeñ cz³onu inercyjnego z korektorem - metoda elipsy

Uk³ad po³¹czeñ cz³onu inercyjnego z korektorem - metoda fazomierza i woltomierzy

Korektor pasywny dla uk³adu inercyjnego ma transmitancjê operatorow¹

gdzie:

Transmitancja wypadkowa uk³adu inercyjnego o sta³ej czasowej T z korektorem

Uk³ad o takiej transmitancji ma odpowiedŸ czasow¹ na skok jednostkowy o postaci dwuwyk³adniczej:

gdzie:
,

Zale¿nie od wartoœci wspó³czynnika dopasowania korektora
odpowiedŸ czasowa na skok mo¿e ustalaæ siê monotonicznie albo z przerzutem o wartoœci maksymalnej

wystêpuj¹cym tylko dla m>1.

Najszybsze ustalenie siê odpowiedzi czasowej wolnej od przerzutu zachodzi przy wartoœci m=1, czyli takim dopasowaniu korektora do uk³adu inercyjnego aby CR=T. Wówczas:

Uk³ad z korektorem optymalnie dopasowanym zachowuje siê wiêc nadal jak uk³ad inercyjny pierwszego rzêdu, lecz o A-krotnie mniejszej sta³ej czasowej ni¿ naturalna sta³a czasowa T oraz o A-krotnie mniejszym sygnale wyjœciowym w stanie ustalonym.

Uk³ad po³¹czeñ separatora - metoda fazomierza i woltomierzy

---