Дослідження частотних характеристик системи

Мета роботи – навчитись визначати частотні характеристики системи, проаналізувати залежність частотної характеристики системи від типу з‘єднання ланок.

Теоретичні відомості

Опис системи в часовій області не завжди є достатнім. Тому також використовують опис в частотній області. Кожна система працює у своєму частотному діапазоні, тобто реагує на зовнішній вплив в залежності від частот.

Наприклад, еквалайзер де весь спектр частот розбивається на окремі частини за допомогою фільтрів. Далі, за допомогою «бігунків» (рис. 1.9) вибирається необхідна частотна характеристика, що складається з фільтрів, які відповідають кожен за свою окрему частоту. Частотна характеристика кожного фільтра повинна бути достатньо «вузькою», щоб виділяти певну частоту.

Рис.1.9. Еквалайзер

Подібним чином працює приймач: виділяється певна частота (наприклад, 100 УКВ) інші частоти «заглушаються».

В даній лабораторній роботі розглянемо роботу автопілоту (АП) літального апарату (ЛА). На ЛА діють зовнішні сили, які відхиляють від курсу (наприклад, вітер). Вітер відхиляє ЛА від курсу, автопілот повинен своєчасно виявити відхилення та скорегувати ЛА.

При впливі поривчастого вітру частотна характеристика автопілоту повинна бути достатньо «вузькою», щоб своєчасно зреагувати на невелике відхилення від курсу. Якщо частотна характеристика буде «широкою», то автопілот на зможе своєчасно виявити відхилення від курсу, в результаті ЛА буде постійно збиватися з курсу.

При впливі сильного постійного вітру частотна характеристика автопілоту повинна бути «широкою». Оскільки в іншому випадку автопілот буде реагувати на найменше відхилення від курсу та постійно корегувати політ, в результаті виникне тряска ЛА. Тому при проектування АП необхідно враховувати оптимальну частотну характеристику.

Визначення загальних частотних характеристик системи

В даній лабораторній роботі розглянемо вплив типу з’єднання блоків на загальну частотну характеристику системи. Основні типи з’єднань: послідовне, паралельне, зі зворотним зв'язком.

Для послідовного типу з’єднання (рис.1.10):

Рис.1.10. Послідовне з’єднання

; ;

.

Загальна частотна характеристика послідовного з’єднання:

.

Для паралельного типу з’єднання (рис.1.11) загальна частотна характеристика дорівнює:

Частотна характеристика з’єднання зі зворотнім зв’язком (рис. 1.12) дорівнює:

;   ;

,

де  – частотні характеристики 1-ої та 2-ої ланки,  – коефіцієнти ланок,  – частота ().