Расчет коэффициента передачи звеньев и цепи в целом. Построение АЧХ И ФЧХ.
Министерство высшего образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МЭИ»
УДК 621.3
№ госрегистрации
Инв. №
УТВЕРЖДАЮ
доцент каф. ОРТ,
канд. техн. наук
___________ Т.В. Кудряшов
«____»___________ _____ г.
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Основы теории электрических цепей»
на тему:
АНАЛИЗ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПРОЦЕССОВ
В ДВУХЗВЕННОЙ ЦЕПИ 2-ГО ПОРЯДКА
(заключительный отчет)
Руководитель КР,
доцент каф. ОРТ,
канд. техн. наук ___________________Т.В. Кудряшов
подпись, дата
Москва 2021
СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ
| Руководитель КР, доцент каф. ОРТ, канд. техн. наук | ___________________ подпись, дата | Т.В. Кудряшов |
Исполнители:
| Студент гр. ЭР-06-19 | ___________________ подпись, дата | Т.И. Цыганкова (введение, раздел 1,2, заключение) |
| Нормоконтроль | ___________________ подпись, дата | И.И. Иванов |
Реферат
Отчет 29 с., 4 ч., 19 рис., 1 табл., 3 источника.
Перечень ключевых слов: Комплексный коэффициент передачи, фазо-частотная характеристика, амплитудночастотная характеристика, полосовой фильтр, фильтр верхних частот, фильтр нижних частот, трансформатор сопротивлений, операторный коэффициент передачи, источник тока, катушка индуктивности, резистор, переходная характеристика, входной импульс, пачка импульсов.
|
|
|
Объектом исследования является электрическая цепь, состоящая из двух звеньев первого порядка – активного и пассивного, разделенных трансформатором сопротивлений.
Целью данной работы является изучение и определение передаточных, амплитудно-частотных, фазо-частотных и переходных характеристик заданной цепи. Построение графиков амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик, временных диаграмм каждого звена цепи и всей цепи, а также описание принципа работы цепи при воздействии на неё единичного импульса и пачки из пяти импульсов заданной формы.
Содержание:
Введение........................................................................................................................................ 10
1.Расчет коэффициента передачи звеньев и цепи в целом. Построение АЧХ И ФЧХ................... 10
Определение недостающего номинала индуктивности из заданной в условии постоянной времени: 11
Нахождение коэффициента передачи первого звена цепи:...................................................... 11
Нахождение коэффициента передачи второго звена цепи:....................................................... 13
Нахождение коэффициента передачи всей цепи:...................................................................... 14
|
|
|
Вывод:......................................................................................................................................... 16
2.Нахождение операторных коэффициентов передачи, передаточных характеристик звеньев и цепи в целом. Построение временных диаграмм данных характеристик............................................................ 17
Поиск операторных коэффициентов передачи для цепи:.......................................................... 18
Поиск переходных характеристик для цепи.............................................................................. 18
Построение графиков переходных характеристик.................................................................... 19
Вывод.......................................................................................................................................... 20
3.Расчет и построение временных диаграмм напряжений на выходе первого звена и всей цепи 21
Расчёт параметров входного импульса и его изображение....................................................... 22
Временная диаграмма напряжения на выходе 1-ого звена....................................................... 22
Временная диаграмма напряжения на выходе всей цепи......................................................... 23
Вывод:......................................................................................................................................... 24
4.Расчет и построение временных диаграммы напряжения на выходе цепи для случая, когда на входе устройства действует пачка из 5 импульсов заданной формы......................................................................... 25
|
|
|
Расчет напряжения на выходе цепи для заданного случая........................................................ 26
Построение диаграммы напряжения на выходе цепи............................................................... 26
Вывод:......................................................................................................................................... 27
Заключение.................................................................................................................................... 29
Список используемых источников................................................................................................. 29
Термины и определения
Электрическая цепь - совокупность устройств, предназначенных для прохождения электрического тока.
Двухзвенная цепь второго порядка – цепь, состоящая из активного и пассивного звена и содержащая два реактивных элемента (катушка индуктивности и конденсатор).
Амплитудно-частотная характеристика ‒ зависимость амплитуды выходного сигнала от частоты входного сигнала.
Фазо-частотная характеристика ‒ зависимость разности фаз между выходным и входным сигналами от частоты сигнала.
Коэффициент передачи – отношение мощности, напряжения или тока на выходе той или иной системы, предназначенной для передачи электрических сигналов, соответственно, к мощности, напряжению или току на входе системы.
|
|
|
Фильтр нижних частот ‒ электронный или любой другой фильтр, эффективно пропускающий частотный спектр сигнала ниже некоторой частоты (частоты среза) и подавляющий частоты сигнала выше этой частоты. Фильтр верхних частот — электронный или любой другой фильтр, пропускающий высокие частоты входного сигнала, при этом подавляя частоты сигнала ниже частоты среза. Степень подавления зависит от конкретного типа фильтра.
Полосовой фильтр ‒ фильтр, который пропускает составляющие, находящиеся в некоторой полосе частот.
Переходная характеристика g(t) – выходной отклик цепи на входное воздействие в виде функции Хевисайда.
Трансформатор сопротивлений — трансформатор, применяемый для согласования сопротивления различных частей электронных схем.
Катушка индуктивности — реактивный элемент, катушка из свёрнутого изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью. Конденсатор — реактивный элемент с постоянным или переменным значением ёмкости и малой проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля.
Частота среза — частота, выше или ниже которой мощность выходного сигнала электронной схемы уменьшается в два раза от мощности в полосе пропускания при воздействии на вход неизменного по амплитуде сигнала. Коммутация — любое скачкообразное изменение в цепи (входного воздействия, топологии или параметров цепи), приводящее к нарушению установившегося режима.
Переходный процесс — следствие коммутации, он имеет место в электрических цепях с реактивными элементами (L или С), Процесс изменения во времени токов и напряжений в цепи при переходе от одного установившегося режима к другому.
Постоянная времени цепи — время, за которое сигнал уменьшается в е раз. Коэффициент затухания свободных колебаний в цепи — характеристика скорости переходных процессов.
Операторный коэффициент передачи – отношение изображение по Лапласу выходного сигнала (реакции схемы) к изображению по Лапласу входного сигнала (входного воздействия).
Временная диаграмма — это зависимость переменной от времени
Обозначения и сокращения
АЧХ – амплитудно-частотная характеристика
ФЧХ – фазо-частотная характеристика
ФНЧ – фильтр низких частот
ФВЧ – фильтр высоких частот
ПФ – полосовой фильтр
Содержание задания
Электрическая цепь состоит из двух звеньев первого порядка – активного и пассивного, разделенных трансформатором сопротивлений, который имеет коэффициент передачи по напряжению КU =1, входное сопротивление, равное бесконечности, и выходное, равное нулю (рисунок 1).
1. Рассчитайте коэффициенты передачи каждого из звеньев и всей цепи, постройте соответствующие графики АЧХ и ФЧХ, предварительно определив параметры элементов, отсутствующие в задании. Дайте письменные комментарии по поводу полученных зависимостей.
2. Запишите выражения для операторных коэффициентов передачи каждого из звеньев и всей цепи. Используя их, получите выражения для переходных характеристик каждого из звеньев и всей цепи в целом. Постройте временные диаграммы этих характеристик и сделайте выводы о характере и длительности переходных процессов.
3. На вход цепи подается импульс тока, форма и параметры которого заданы (рисунок 2). Рассчитайте и постройте на одном рисунке временные диаграммы напряжений на выходе 1-го звена u1(t) и выходе всей цепи u2(t). Дайте письменные комментарии к результатам расчета.
4. Рассчитайте и постройте временные диаграммы напряжения на выходе цепи u2(t) для случая, когда на входе устройства действует пачка из 5 импульсов заданной формы (рисунок 2), следующих с периодом Т. Дайте письменные комментарии по поводу полученных результатов.
Таблица 1 – Исходные данные расчётного задания.
| № по журналу | Цепи | R, кОм | τ=L/R, мкс | Tu, мкс | Т, мкс | А, В | В, В |
| 23 | 13, 16 | 5.6 | 115 | 200 | 280 | -2.5 | 9.4 |
Рисунок 1 - Схема исследуемой цепи
Рисунок 2 – Параметры входного импульса
Введение
В курсовой работе требуется исследовать цепь, которая состоит из активного и пассивного звена, разделенных трансформатором сопротивлений. Целью работы является, следуя пунктам, рассматривать характеристики отдельных звеньев и цепи в целом, строить зависимости и делать из них выводы (писать письменные комментарии к полученным расчетам и графикам), а также высказывать свои соображения по изменениям характеристик или параметров цепи для улучшения качества цепи.
Для начала в работе нужно определить недостающие параметры, чтобы рассчитать и построить графики АЧХ и ФЧХ для звеньев по-отдельности и цепи в целом. Из полученных зависимостей можно определить вид звеньев и цепи. Далее на основе первого пункта рассчитывается второй пункт, то есть находится операторный коэффициент передачи. С помощью него и преобразования Лапласа следует получить переходную характеристику, на основе которой строятся выводы о характере и длительности переходных процессов. Операторный коэффициент передачи является также вспомогательным параметром и для третьего пункта, в котором нужно будет построить временные диаграммы напряжений на выходе первого звена и цепи в целом, для чего дано изображение входного импульса тока. В заключительном пункте используется предыдущий пункт, строится временная диаграмма напряжения на выходе всей цепи на 5 входных сигналах и заканчивается исследование нестационарных процессов в двухзвенной цепи второго порядка.
Расчет коэффициента передачи звеньев и цепи в целом. Построение АЧХ И ФЧХ.
Рассчитайте коэффициенты передачи каждого из звеньев и всей цепи, постройте соответствующие графики АЧХ и ФЧХ, предварительно определив параметры элементов, отсутствующие в задании. Дайте письменные комментарии по поводу полученных зависимостей.
Дата добавления: 2022-07-02; просмотров: 131; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!