- •1. Возможности среды «DesignLab 8.0» и краткая инструкция для работы в этой среде
- •2. Моделирование устройств радиоавтоматики методом замещения lcr-цепью (практическое занятие 1)
- •2.1. Описание схемы моделирования
- •2.2. Задание по работе
- •Часть 1. Моделирование lcr-цепи.
- •Часть 2. Моделирование rс-цепи (моделирование апериодического звена).
- •2.3. Содержание отчета
- •2.4. Контрольные вопросы
- •3. Моделирование сау с электронным интегратором (практическое занятие 2)
- •3.1. Описание схемы моделирования
- •3.2. Задание по работе
- •3.3. Содержание отчета
- •3.4. Контрольные вопросы
- •4.1. Описание схемы моделирования
- •Часть 1. Коррекция сар с помощью метода лх.
- •Часть 2. Экспериментальные исследования.
- •4.2. Задание по работе
- •4.3. Содержание отчета
- •4.4. Контрольные вопросы
- •5. Решение систем дифференциальных уравнений
- •5.3. Содержание отчета
- •5.4. Контрольные вопросы
- •Моделирование системы синхронизации
- •6.1. Моделирование элементов функциональной схемы (2 часа)
- •Часть 1. Фазовый дискриминатор, описание схемы моделирования
- •Моделирование фазового дискриминатора
- •Часть 2. Управляемый генератор, описание схемы моделирования
- •Моделирование управляемого генератора
- •6.2. Моделирование системы синхронизации (2 часа)
- •6.3. Содержание отчета
- •6.4. Контрольные вопросы
- •Частотный метод определения автоколебаний
- •Список литературы
Моделирование управляемого генератора
В режиме «Transient» провести моделирование генератора и убедиться, что управление его частотой происходит в соответствии с заданным значением К1.
6.2. Моделирование системы синхронизации (2 часа)
Составить схему моделирования системы синхронизации (системы ФАПЧ) без корректирующего звена, добавив схему задающего генератора. Для этого необходимо выполнить следующие манипуляции (предполагается, что схемы фазового детектора и управляемого генератора на рабочем поле уже имеются):
- управляемый генератор выделить рамкой, занести в память и продублировать в другом месте экрана (комбинации клавиш: Contr_C и Contr_V); изменить идентификаторы портов, скорректировать атрибуты;
- генераторы VSIN и один генератор VPWL удалить;
- идентификаторы портов на входе EMULT привести в соответствие с
идентификаторами портов на выходах управляемых генераторов, а идентификатор на входе управляемого генератора системы ФАПЧ привести в соответствие с идентификатором порта на выходе фазового дискриминатора.
Замечание. В качестве задающего генератора также можно использовать источник синусоидального напряжения «VSIN» или источник с частотной модуляцией «VSFFM», но при этом следует обеспечить полное соответствие частот генераторов.
Установить параметры системы ФАПЧ:
КV=4*103[1/c]=СР<1/RC3*104;
КV=КФД*КУГ, где КФД =1[в/рад] - крутизна дискриминационной характеристики (при малом значении динамической ошибки); КУГ=4*103[рад/c в]=0,64*103[Гц/в]. Следовательно коэффициент управления частотой генератора системы ФАПЧ равен К1=0,64*10-3[мГц/в] (коэффициент управления частотой задающего генератора выбрать самостоятельно в соответствии с решаемой задачей).
Не забыть удвоить амплитуду сигнала в одном из генераторов (атрибуты «EVALUE»). Убедиться, что амплитуда второй гармоники на выходе фазового дискриминатора равна 1в.
Установить в задающем генераторе частоту 1мГц и начальную фазу -/2. Посмотреть процесс на выходе фазового дискриминатора. Подобрать начальное напряжение на емкости ФНЧ так, чтобы скомпенсировать переходные процессы в апериодическом звене при гармоническом воздействии с нулевой постоянной составляющей.
С помощью ЛХ оценить длительность переходных процессов в системе и установить соответствующее время моделирования (параметры директивы «Transient» выбрать разумно, не допуская длительного моделирования (более 5мин)).
Изменить частоту задающего генератора на 10Гц, 100Гц, 200Гц, ... и измерить отклонение разности фаз генераторов от /2 в конце переходного процесса (это установившееся значение ошибки системы e). Задача решается проще, если измерить среднее значение V(PHout2) в установившемся режиме и определить интересующую величину по дискриминационной характеристике.
Построить зависимость ошибки e от начальной расстройки частот генераторов f (кривая должна быть симметричной относительно начала координат). Для малой расстройки частоты вычислить коэффициент
[1/с]
и сравнить его с заданным коэффициентом КV. Зависимость e (f) объяснить.
При постоянной расстройке частот f = 100Гц построить переходные процессы (выход фазового дискриминатора) при начальной фазе задающего генератора /2. Результат объяснить.
Теоретически оценить полосу удержания системы и сопоставить оценку с результатами п.6. Экспериментально измерить полосу схватывания (с разумной точностью, не требующей длительного моделирования). Зарисовать биения на выходе фазового дискриминатора в случае, когда начальная расстройка частот f превышает полосу схватывания системы.
9. (не обязательный, но интересные исследования студента, доведенные до сведения лектора, могут улучшить его рейтинговое состояние). Возможные направления дополнительных исследований:
- усовершенствование ФНЧ в фазовом дискриминаторе;
- добавление пропорционально-интегрирующего корректирующего звена и оценка качества переходных процессов, а также полосы схватывания системы;
- повышение порядка астатизма и оценка точности системы.