Politechnika Lubelska w Lublinie
Wydział Elektryczny
Laboratorium
automatyki i sterowania
Charakterystyki częstotliwościowe członów
Grupa : ED8.5 Andrzej Tymecki
Data : 06.03.95 Jacek Wójcik
Jacek Pływacz
1. Cel ćwiczenia.
Zapoznanie się z metodami wyznaczania oraz kształtem charakterystyk często-toliwościowych - amplitudowej, fazowej i amplitudowo-fazowej - członów.
2. Wykonanie ćwiczenia.
C``=T over R=1 over {3.3``(2 pi`` 10^3``)}=``48 nF
a. Człon inercyjny II rzędu ( złożony z kaskadowego połączenia dwóch członów inercyjnych I rzędu )
Dane : T1=T2=(2 103)-1 s
R=3,3
i. Dwa człony I rzędu połączone kaskadowo z separatorem
Uwe=4V |
|
|
|
|
|
f |
log |
k |
|
P( ) |
Q( ) |
Hz |
|
dB |
|
|
|
10 |
1,80 |
0,00 |
-0 |
1,000 |
-0,010 |
20 |
2,10 |
-0,09 |
-0 |
1,000 |
-0,020 |
40 |
2,40 |
-0,20 |
-2 |
0,998 |
-0,040 |
80 |
2,70 |
-0,20 |
-4 |
0,994 |
-0,079 |
160 |
3,00 |
-0,33 |
8.75 |
0,975 |
-0,156 |
320 |
3,30 |
-0,63 |
-17.25 |
0,907 |
-0,290 |
640 |
3,60 |
-1,46 |
-31.5 |
0,710 |
-0,454 |
1280 |
3,91 |
-4,19 |
-51 |
0,379 |
-0,485 |
2560 |
4,21 |
-8,64 |
-69 |
0,133 |
-0,339 |
5120 |
4,51 |
-13,98 |
-80 |
0,037 |
-0,188 |
8000 |
4,70 |
-17,89 |
-84 |
0,015 |
-0,123 |
10000 |
4,80 |
-19,79 |
-86 |
0,010 |
-0,099 |
10240 |
4,81 |
-20,00 |
-86 |
0,009 |
-0,097 |
11000 |
4,84 |
-20,68 |
-86 |
0,008 |
-0,090 |
ii. Człony połączone szeregowo bez separatora
Uwe=4V |
|
|
|
|
|
f |
|
k |
|
P( ) |
Q( ) |
Hz |
|
dB |
|
|
|
10 |
1,80 |
0,93 |
-0.625 |
4,450 |
-0,044 |
20 |
2,10 |
0,67 |
-1.25 |
4,448 |
-0,089 |
40 |
2,40 |
0,57 |
-2.75 |
4,443 |
-0,178 |
80 |
2,70 |
0,53 |
-4.75 |
4,422 |
-0,353 |
160 |
3,00 |
0,21 |
-6.25 |
4,339 |
-0,694 |
320 |
3,30 |
-0,13 |
-18 |
4,037 |
-1,291 |
640 |
3,60 |
-0,92 |
-32.5 |
3,159 |
-2,020 |
1280 |
3,91 |
-3,16 |
-50 |
1,689 |
-2,159 |
2560 |
4,21 |
-8,01 |
-69 |
0,590 |
-1,509 |
5120 |
4,51 |
-13,76 |
-80 |
0,164 |
-0,838 |
8000 |
4,70 |
-17,72 |
-85 |
0,069 |
-0,548 |
10000 |
4,80 |
-19,58 |
-88 |
0,044 |
-0,441 |
10240 |
4,81 |
-19,85 |
-88 |
0,042 |
-0,431 |
11000 |
4,84 |
-20,35 |
-89 |
0,037 |
-0,402 |
b. Człon korekcji całkowej
C``=T_i over R_2=1 over { 2 pi`` 400 R_2 }=``0.39 mu`` F
Dane : Ti=(2 400)-1 s
R1=9k
R2=1k
a=0.1
Uwe=4V |
|
|
|
f |
log |
k |
|
Hz |
|
dB |
|
10 |
1,80 |
0,51 |
-12 |
20 |
2,10 |
-0,45 |
-23.25 |
40 |
2,40 |
-2,94 |
-42 |
80 |
2,70 |
-6,06 |
-54 |
160 |
3,00 |
-10,90 |
-58 |
320 |
3,30 |
-15,52 |
-52 |
640 |
3,60 |
-18,60 |
-42 |
1280 |
3,91 |
-21,67 |
-37 |
2560 |
4,21 |
-21,94 |
-22 |
5120 |
4,51 |
-24,81 |
-19 |
8000 |
4,70 |
-27,43 |
-18 |
10000 |
4,80 |
-29,12 |
-16 |
10240 |
4,81 |
-29,37 |
-15 |
11000 |
4,84 |
-29,97 |
-12 |
c. Człon korekcji różniczkowo-całkowej ( PID )
Dane : Ti=(2 400)-1s Td=(2 4000)-1s
R2=1k R1=9k
a=0.1
C2=0.39 µF C1=4.4 pF
Uwe=4V |
|
|
|
f |
log |
k |
|
Hz |
|
dB |
|
10 |
1,80 |
0,30 |
-25 |
20 |
2,10 |
-2,30 |
-43 |
40 |
2,40 |
-7,03 |
-62 |
80 |
2,70 |
-11,54 |
-70 |
160 |
3,00 |
-17,08 |
-73 |
320 |
3,30 |
-22,41 |
-70 |
640 |
3,60 |
-26,79 |
-64 |
1280 |
3,91 |
-31,29 |
-60 |
2560 |
4,21 |
-35,78 |
-50 |
5120 |
4,51 |
-38,79 |
-35 |
8000 |
4,70 |
-39,79 |
-25 |
10000 |
4,80 |
-40,22 |
-22 |
10240 |
4,81 |
-40,22 |
-22 |
11000 |
4,84 |
-40,22 |
-20 |
d. Człon oscylacyjny
Dane : L=5.5 H
n=2 102 rad/s
i. =0.25
C``=1 over {w^2L} =1over {(2 pi`` 10^2)^2 5.5}=``0.46 mu ``F
R``=2 xi`` sqrt{L over C}``=``2 CDOT ``0.25 sqrt {{5.5} over {0.46`` CDOT 10^{-9}}}=1728.9 OMEGA
Uwe=4V |
|
|
|
|
|
f |
log |
k |
|
P( ) |
Q( ) |
Hz |
|
dB |
|
|
|
10 |
1,80 |
0,97 |
3 |
4,433 |
-0,407 |
20 |
2,10 |
0,98 |
6.75 |
4,324 |
-0,793 |
25 |
2,20 |
0,64 |
9 |
4,247 |
-0,974 |
30 |
2,28 |
1,71 |
11.25 |
4,155 |
-1,144 |
35 |
2,34 |
2,14 |
14.5 |
4,052 |
-1,301 |
40 |
2,40 |
3,43 |
23 |
3,940 |
-1,446 |
45 |
2,45 |
4,39 |
29 |
3,819 |
-1,577 |
50 |
2,50 |
4,28 |
27.3 |
3,693 |
-1,694 |
60 |
2,58 |
6,19 |
46.5 |
3,431 |
-1,888 |
70 |
2,64 |
7,21 |
82 |
3,165 |
-2,032 |
80 |
2,70 |
5,38 |
112 |
2,905 |
-2,132 |
90 |
2,75 |
2,46 |
130 |
2,658 |
-2,195 |
100 |
2,80 |
-0,02 |
140 |
2,427 |
-2,227 |
110 |
2,84 |
-2,24 |
145 |
2,215 |
-2,235 |
120 |
2,88 |
-4,26 |
150 |
2,021 |
-2,225 |
130 |
2,91 |
-6,11 |
155 |
1,845 |
-2,201 |
140 |
2,94 |
-7,69 |
156 |
1,687 |
-2,167 |
180 |
3,05 |
-12,67 |
164 |
1,200 |
-1,981 |
320 |
3,30 |
-23,10 |
|
0,465 |
-1,364 |
640 |
3,60 |
-34,20 |
|
0,126 |
-0,740 |
1280 |
3,91 |
-45,19 |
|
0,032 |
-0,378 |
2560 |
4,21 |
-49,76 |
|
0,008 |
-0,190 |
ii. =0.5
C=0.46µF
R=3457.8
Uwe=4V |
|
|
|
|
|
f |
log |
k |
|
P( ) |
Q( ) |
Hz |
|
dB |
|
|
|
10 |
1,80 |
0,89 |
6 |
4,430 |
-0,043 |
20 |
2,10 |
0,79 |
13 |
4,428 |
-0,087 |
40 |
2,40 |
2,06 |
37.5 |
4,423 |
-0,173 |
80 |
2,70 |
1,00 |
100 |
4,403 |
-0,345 |
90 |
2,75 |
-0,82 |
117 |
4,396 |
-0,388 |
100 |
2,80 |
-2,47 |
122 |
4,388 |
-0,430 |
110 |
2,84 |
-4,15 |
130 |
4,379 |
-0,472 |
120 |
2,88 |
-5,76 |
135 |
4,370 |
-0,514 |
130 |
2,91 |
-7,33 |
139 |
4,359 |
-0,555 |
140 |
2,94 |
-8,69 |
142 |
4,348 |
-0,597 |
150 |
2,97 |
-10,10 |
146 |
4,336 |
-0,638 |
160 |
3,00 |
-11,14 |
148 |
4,324 |
-0,678 |
320 |
3,30 |
-24,81 |
150 |
4,033 |
-1,265 |
640 |
3,60 |
-34,31 |
160 |
3,179 |
-1,994 |
1280 |
3,91 |
-46,02 |
|
1,721 |
-2,159 |
2560 |
4,21 |
-51,21 |
|
0,607 |
-1,524 |
WNIOSKI
Wyniki otrzymane przez nas w powyższym ćwiczeniu odpowiadają w większości założeniom teoretycznym. W przypadku członu oscylacyjnego większe tłumienie ( co zauważyć można na podstawie porównania charakterystyk amplitudowych ) otrzymaliśmy w przypadku =0.5. Również kształty otrzymanych przez nas w innych punktach ćwiczenia charakterystyk sa zadowalające. Jedyni w przypadku członu korekcji całkowo-różniczkowej ( PID ) nie udało nam się wykonać pomiarów dla całego zakresu umożliwiającego wykreślenie pełnej charakterystyki. Spowodowane to było prawdopodobnie nieprawidłowym doborem jednego z elementów wpływających na wartość stałej czasowej Td. W przypadku członu oscylacyjnego nie było możliwe odczytanie wartości przesunięcia fazowego między sygnałami wejściowym a wyjściowym dla częstotliwości f>320 Hz, co nie wpłynęło na możliwość wykonania i kształt charakterystyki fazowej.
Wyszukiwarka