Файл: Лабораторная работа 1 по дисциплине Радиоавтоматика Исследование типовых радиотехнических звеньев систем радиоавтоматики.doc

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра радиотехнических систем (РТС)


Лабораторная работа № 1

по дисциплине «Радиоавтоматика»

Исследование типовых радиотехнических звеньев

систем радиоавтоматики

	Выполнил	студент гр. з-140П5-4
		_______ Е. С. Дикусаренко
		«28» декабря 2022 г.
	Проверил	ст. преп. каф. ТОР
		__________ Д. Ю. Пелявин
		«__»_______ 2022 г.

2022

Цель работы

Целью работы по исследованию типовых радиотехнических звеньев (ТРЗ) является исследование:

– амплитудно-частотных характеристик типовых радиотехнических звеньев систем радиоавтоматики;

– переходных характеристик типовых радиотехнических звеньев систем радиоавтоматики.

Расчёт характеристик типовых звеньев

Параметры пропорционального звена:

– коэффициент усиления:

.

В логарифмических единицах

.

Параметры апериодического звена:

– постоянная времени

;

– сопрягающая частота:

;

– частота среза:

---

;

– время установления:

.

Параметры интегрирующего (реального) звена:

– ёмкость времязадающего конденсатора

;

– сопрягающая частота:

;

– частота среза:

.

Параметры дифференцирующего (реального) звена:

– ёмкость времязадающего конденсатора

;

– сопрягающая частота:

.

Параметры форсирующего звена:

– постоянная времени

;

– сопрягающая частота:

.

Параметры колебательного звена:

– постоянная времени:

;

– резонансная частота:

;

– относительный коэффициент затухания (с учётом ):

;

– время установления:

.

Экспериментальное исследование типовых звеньев

Экспериментально полученные частотные и переходные характеристики типовых радиотехнических звеньев приведены на рис. 1 – 12.



Рисунок 1 – Частотные характеристики пропорционального звена



Рисунок 2 – Переходная характеристики пропорционального звена
Экспериментально полученные значения параметров звена:

– коэффициент усиления во всём диапазоне частот:

---

;

– фазовый сдвиг ;

– время установления: ;

– перерегулирование: .



Рисунок 3 – Частотные характеристики апериодического звена



Рисунок 4 – Переходная характеристики апериодического звена
Экспериментально полученные значения параметров звена:

– коэффициент усиления на нулевой частоте: ;

– сопрягающая частота: ;

– частота среза: ;

– наклон ЛАЧХ: ;

– перерегулирование: ;

– время установления: .



Рисунок 5 – Частотные характеристики интегрирующего звена



Рисунок 6 – Переходная характеристики интегрирующего звена
Экспериментально полученные значения параметров звена:

– коэффициент усиления на нулевой частоте: ;

– сопрягающая частота: ;

– частота среза: ;

– наклон ЛАЧХ .

---

Рисунок 7 – Частотные характеристики дифференцирующего звена



Рисунок 8 – Переходная характеристики дифференцирующего звена

Экспериментально полученные значения параметров звена:

– коэффициент усиления на верхних частотах: ;

– сопрягающая частота: ;

– наклон ЛАЧХ: ;

– время установления: .



Рисунок 9 – Частотные характеристики форсирующего звена



Рисунок 10 – Переходная характеристики форсирующего звена
Экспериментально полученные значения параметров звена:

– коэффициент усиления: ;

– сопрягающая частота: ;

– наклон ЛАЧХ: ;

– время установления: .



Рисунок 11 – Частотные характеристики колебательного звена



Рисунок 12 – Переходная характеристики колебательного звена

Экспериментально полученные значения параметров звена:

– коэффициент усиления на нулевой частоте: ;

– резонансная частота (по АЧХ): ;

– наклон ЛАЧХ: ;

– время первого максимума:

---

;

– время установления: ;

– перерегулирование:

;

– мера колебательности:

;

– частота колебаний (по переходной характеристике):

.

Результаты расчётов и экспериментов сведены в табл. 1.

Выводы

В ходе выполнения лабораторной работы были исследованы типовые радиотехнические звенья: пропорциональное, апериодическое, интегрирующее, диффенерцирующее и колебательное.

Пропорциональное звено во всём диапазоне частот имеет одинаковый коэффициент передачи и равный нулю фазовый сдвиг. Установление выходного напряжения происходит практически мгновенно. Таким образом, выходное напряжение пропорционального звена равно входному, умноженному на коэффициент передачи.
Таблица 1 – Результаты исследования типовых звеньев

№ п/п	Показатель качества	Результаты моделирования
		Теория	Эксперимент
Пропорциональное звено
1	Коэффициент усиления, , дБ	22,4	22,4
2	Наклон ЛАЧХ, дБ/дек	0	0
3	Сопрягающая частота, кГц	–	–
4	Резонансная частота, кГц	–	–
5	Величина перерегулирования, %	0	0
Апериодическое звено
6	Коэффициент усиления, , дБ	22,4	22,4
7	Наклон ЛАЧХ, дБ/дек	–20	–19,98
8	Сопрягающая частота, кГц	0,96	0,95
9	Резонансная частота, кГц	–	–
10	Величина перерегулирования, %	0	0
Интегрирующее звено
11	Коэффициент усиления, , дБ	22,4	22,4
12	Наклон ЛАЧХ, дБ/дек	–20	–19,82
13	Сопрягающая частота, Гц	0,159	0,158
14	Резонансная частота, кГц	–	–
15	Величина перерегулирования, %	–	–
Дифференцирующее звено
16	Коэффициент усиления, , дБ	22,4	22,4
17	Наклон ЛАЧХ, дБ/дек	20	19,95
18	Сопрягающая частота, Гц	0,159	0,158
19	Резонансная частота, кГц	–	–
20	Величина перерегулирования, %	0	0
Форсирующее звено
21	Коэффициент усиления, , дБ	22,4	22,4
22	Наклон ЛАЧХ, дБ/дек	20	19,58
23	Сопрягающая частота, кГц	0,96	0,98
24	Резонансная частота, кГц	–	–
25	Величина перерегулирования, %	0	0
Колебательное звено
26	Коэффициент усиления, , дБ	22,4	22,4
27	Наклон ЛАЧХ, дБ/дек	–40	–40
28	Сопрягающая частота, кГц	104,5	104
29	Резонансная частота, кГц	104,5	104
30	Величина перерегулирования, %	–	90,1

---