4. Сравнительные характеристики переходных процессов и их объяснение.
5. Полосы удержания исследуемых систем ФАПЧ.
6. Структура формирующего фильтра для ситуации Δf=const.
3.4. Контрольные вопросы
1. Как работают функциональные элементы системы ФАПЧ и вся система в целом?
2. Какой параметр входного сигнала является информативным для системы ФАПЧ?
3. Какой вид имеет структура формирующего фильтра в случае Δf(t)=0, Δf(t)=const, Δf(t)=vt? Какой вид имеет структура согласованной САУ?
4. Как изменяются свойства системы ФАПЧ при увеличении (уменьшении) коэффициента усиления 
?
5. С какой целью включаются корректирующие элементы в системе ФАПЧ первого порядка астатизма?
6. Как изменяются свойства системы ФАПЧ при электронного интегратора?
4. Исследование привода с тахометрической обратной связью
(лабораторная работа 3)
Цель работы:
1) изучение характеристик электрического двигателя;
2) исследование возможностей изменения динамических свойств САУ методом коррекции с помощью местной обратной связи;
3) ознакомление с аппаратными способами линеаризации САУ.
4.1 Описание лабораторной установки
Лабораторная установка содержит (рис.1) двигатель (Д), подключенный к нагрузке через редуктор (Р), элементы коррекции, вольтметры и осциллограф (индикаторы на рисунке не показаны). Выходной величиной исследуемой системы является угол поворота вала на выходе редуктора φ. Элементы коррекции включают в себя тахогенератор (Т) (его вал механически связан с валом двигателя), усилитель (У) и вычитающий элемент. Тахогенератор представляет собой высокоточный измерительный прибор, обладающий линейной зависимостью выходного напряжения UT от угловой скорости вращения вала Ω. Напряжение управления двигателем UУ либо снимается с выхода усилителя У, либо подается непосредственно с вычитающего элемента.
Рис.1
С помощью вольтметров контролируются входное напряжение UВХ и напряжение тахогенератора UT . Для измерения длительности переходных процессов используется осциллограф, подключенный к выходу тахогенератора.
Лабораторная установка работает в 2-х режимах:
- режим исследования характеристик двигателя (цепь обратной связи размыкается, усилитель отключается);
- режим исследования привода с тахометрической обратной связью (функционируют все элементы лабораторной установки).
Непосредственное использование электрического двигателя в качестве привода механических элементов САУ (антенных систем, устройств управления частотой генератора и т.п.) затруднено следующими обстоятельствами:
1) Двигатель имеет функцию передачи 
,
где KДВ – коэффициент усиления двигателя; τДВ – постоянная времени двигателя.
Апериодическое звено, входящее в состав 
, обусловлено наличием момента инерции ротора двигателя и нагрузки, который и определяет величину постоянной времени τДВ (чем больше мощность двигателя , тем больше τДВ). В САУ инерционные звенья с большой постоянной времени нежелательны, поэтому параметр τДВ необходимо снизить до пренебрежимо малой величины.
2) Статическая характеристика двигателя, связывающая входное напряжение UУ и скорость вращения вала Ω существенно нелинейная (особенно нежелательна нелинейность типа «зона нечувствительности», обусловленная силами трения). Используемый в составе САУ привод должен иметь линейную характеристику, причем размер зоны нечувствительности необходимо также уменьшить до пренебрежимо малой величины.
Первая задача решается следующим образом. Функция передачи привода с тахометрической обратной связью равна:
,
где 
коэффициент усилителя У; 
функция передачи тахогенератора; 
и 
коэффициент усиления и постоянная времени тахогенератора.
Поскольку тахогенератора устройство малоинерционное, то в интересующей нас частотной области допустима аппроксимация вида:
.
Подстановка в выражение для 
функций передачи 
и 
приводит к результату:
,
где 
.
Если выбрать 
, то получим 
, и первая задача будет решена.
Замечание. Включение в схему привода элементов коррекции в соответствии с рис.1 позволяет реализовать метод коррекции с использованием местной обратной связи. Согласно идеологии этого метода функция передачи привода 
должна быть обратной функции передачи звена в цепи обратной связи, т.е. . Действительно, из выражения для функции передачи при выполнении условия 
следует результат:
.
Так как функция передачи кроме интегратора содержит еще апериодическое звено, с ростом частоты условие
меняется на условие обратное:
, при этом 
.
На рис.2 показаны ЛАЧХ для 
(график 1), (график 2) и 
(график 3).
Рис.2
Пунктиром показана ЛАЧХ привода с тахометрической обратной связью, образуемая низкочастотной асимптотой ЛАЧХ и высокочастотной асимптотой . Точке пересечения асимптот соответствует частота 
.
Вторая задача решается следующим образом. Для преодоления сил трения и уменьшения зоны нечувствительности статической характеристики привода используется усилитель У, а линеаризация остальной части характеристики привода обеспечивается использованием цепей обратной связи. Действительно, тахогенератор является точным измерительным прибором, линейно преобразующим скорость вращения вала двигателя в напряжение. В схеме с обратной связью выполняется сравнение входного напряжения UВХ и напряжения тахогенератора UТ. При большом значении коэффициента усиления для вращения двигателя достаточно иметь малое значение разности e=UВХ-UТ. Следовательно, UВХ 
UТ и, благодаря линейности характеристики тахогенератора скорость вращения вала привода пропорциональна UВХ.
4.2. Задание по работе
1. Снять зависимость угловой скорости вращения вала двигателя от входного напряжения UВХ при выключенной обратной связи (измерение угловой скорости вращения вала двигателя выполняется путем измерения напряжения на выходе тахогенератора). Измерить величину зоны нечувствительности характеристики двигателя.
2. Снять зависимость угловой скорости вращения вала двигателя от входного напряжения UВХ при включенной обратной связи. Измерить величину зоны нечувствительности характеристики привода.
3. Объяснить эффекты, связанные с уменьшением зоны нечувствительности и линеаризацией характеристики привода.
4. С помощью осциллографа при скачкообразном включении напряжения UВХ определить постоянную времени двигателя 
(без обратной связи), полагая , что переходный процесс завершается за время, примерно равное 3 . Так как реальный двигатель является нелинейным устройством, величина определяется при средних скоростях вращения вала.