频率响应的计算机辅助分析与系统的校正
一、实验目的
1.学习使用计算机分析系统的方法。
2.学习使用计算机绘制频率特性的方法。
3.进一步明确控制系统参数变化与频率特性曲线形状的关系。
4.学习用计算机进行辅助设计的方法。
二、实验方法
用CAD软件对控制系统的频率响应进行分析、绘图及校正。
(一)主要实验设备
计算机一台,稳压电源一台,打印机一台,磁盘
注:(1)机型为APPLE-Ⅱ、IBM—PC微型计算机或其兼容机。
(2)磁盘为装有DOC系统和响应CAD软件的”的磁盘一块。
(二)实验内容
1.已知系统的开环传递函数用计算机绘制系统的对数频率特性。
2.改变系统的开环增益,看系统特性的变化及对快速性、稳定性、稳定裕度的影响。
3.设计串联校正网络,使校正后的系统频率特性为期望特性,以使系统满足技术要求。
举例说明之。
已知本单位负反馈系统的开环传递函数为
要求:
(1)用计算机做出系统的开环对数频率特性曲线。
(2)当开环增益加大一倍时,再做一条系统的开环对数幅频特性曲线,比较系统快速性、稳定性和稳定裕度的变化。
(3)设计使系统满足相裕度r=45°、跟踪单位斜坡信号的稳态误差ess=0.01,试确定串联校正装置的传递函数。
A.仅(1)
B.(1)(2)
C.(1)(2)(3)
D.全部
A.专用加工设备的流水生产线
B.多功能的加工中心柔性加工系统
C.计算机集成制造系统
D.单件生产专用设备
频率特性的测试
一、实验目的
1.掌握频率特性的测量方法。
2.进一步明确频率特性的概念及物理意义。
3.明确控制系统的参数,观测参数变化对频率特性的影响。
二、实验内容
1.用实验的方法,确定系统的频率特性。
2.改变被测系统的参数,观测参数变化对频率特性的影响。
三、实验的原理与方法
1.实验原理
一个稳定的线性系统,在正弦信号的作用下,它的稳态输出将是一个与输入信号同频率的正弦信号,但振幅和相位一般与输入信号不同,而且随着输入信号的频率变化而变化。
在被测系统的输入端加正弦电压,待平稳后,其输入端亦为同频率的正弦电压,但幅值与相位一般都将发生变化,幅值与相位变化的大小和输入信号频率相反。
取正弦输出与正弦输入的复数比,即为被测系统(或网络)的频率特性。
改变输人信号频率ω,使ω为ωi,测得频率ωi对应的输出电压振幅Uemi与相位φi(ω)及输入信号的振幅Urmi。计算出振幅比。由Ami及φi(ω)做出幅相频率特性曲线;由20lgAmi及φi(ω)做出对数幅频和频率特性曲线。
对于参数完全未知的线形稳定系统可以通过实验方法求出其频率特性;我们从学习测试方法的角度,可以对已知的系统测其频率特性;在生产实践中,也常常使对已知的调试完毕的控制系统,确定其实际的频率特性。
2.实验方法
根据设备情况,提出不同的测试方法供确定具体实验方法时参考。
方法一:充分利用现有的设备进行测试
(1)使用设备
超低频信号发生器一台
示波器两台(一台也可以做本实验)
被测系统一个(或电子模拟器一台)
直流稳压电源一台
三用表一块
(2)实验方法
采用“李萨育图形”法测控制系统的相频。这种方法所用的设备较简单又普通,一般的实验室都有这些设备。
下边介绍“李萨育图形”法的测试方法
设有两个正弦信号
x(ωt)与y(ωt)在空间垂直。若以x(ωt)为横轴,以y(ωt)为纵轴,以ωt作为参变量,随ωt的变化x(ωt)和y(ωt)所确定的点的轨迹,是在x-y平面上描绘出一条封闭的曲线,是一个椭圆,即为“李萨育图形”,如下图所示。
如果令x(ωt)为一个稳定的线型系统的输入信号,其输出信号是同频率的信号,只是辅值与相位都和输入信号不同,令输出信号为y(ωt)。只要改变频率,就有相应的xi(ωt)与yi(ωt),就可以获得一系列的李萨育图形。这一系列的李萨育图形的形状都是由y(ωt)与x(ωt)的相位差φ(ω)决定的,当系统确定之后,φ(ω)是随频率变化而变化的,故可由李萨育图形求出(ω)相频特性曲线。
相应差的求法。
由
当ωt=0时,则
x(0)=0
y(0)=Ymsinφ
故
这样只要能读出李萨育图形中的2y0,就可求出2Ym。下表,列出了φ(ω))四种超前或滞后的情况。
A.通风良好,与其他病区相隔离,有明显标识,隔离病房门必须随时保持关闭
B. 布局合理,设立缓冲带,三区无交叉
C. 三区之间使用不同颜色区分
D. 设立医务人员和患者专用通道,医务人员加强个人防护
E. 隔离病房应设有专用的卫生间、洗手池
F. 隔离区应设置重症病房或具备监护和抢救条件的病室G.患者戴外科口罩,限于病房内获得为主
A.直接采集站内数据,通过专用通道向调度中心传输实时信息,同时接收调度中心的控制和操作命令
B.实现II区数据向调度中心的数据传输,具备远方查询和浏览功能
C.实现与PMS、输变站设备状态检测等其他主站系统的传输
D.接收站内一次设备在线数据监测、站内辅助应用、设备基础信息等,进行集中处理、分析和展示