电力系统的频率调整

2022-08-07

第一篇：电力系统的频率调整

典型环节和系统频率特性的测量

THBCC-1实验平台 1 5/17/2012 8:55:00 AM 典型环节和系统频率特性的测量

姓名: 学号: 班级:同组人：实验指导老师：

成绩：

一、实验目的

1. 了解典型环节和系统的频率特性曲线的测试方法; 2. 根据实验求得的频率特性曲线求取传递函数。

二、实验数据或曲线

输入正弦信号图像：

图1 实验曲线

1. 惯性环节

性环节的电路图：

系统传递函数为：

G(s)uo(s)K1 ui(s)TS10.1s1波形图像：

a、正弦波的频率在0.2Hz到2Hz的时，采样频率设为1000Hz

THBCC-1实验平台 1 5/17/2012 8:55:00 AM

b、正弦波的频率在2Hz到50Hz的时，采样频率设为5000Hz。

2. 二阶系统

二阶系统的电路图：

THBCC-1实验平台 1 5/17/2012 8:55:00 AM 系统传递函数：

n15 W(S)22220.2SS1S5S5S2nSn波形图像：

2a、当RX100K时

b、当RX10K时

THBCC-1实验平台 1 5/17/2012 8:55:00 AM

3.滞后—超前校正网络

无源滞后—超前校正网络的电路图

传递函数为：

(1R2C2S)(1R1C1S)(1T2S)(1T1S) GC(S)(1R2C2S)(1R1C1S)R1C2S(1T2S)(1T1S/)

幅频特性曲线：

THBCC-1实验平台 1 5/17/2012 8:55:00 AM

三、实验思考：

1. 在实验中如何选择输入正弦信号的幅值?

答：通过THBCC-1软件，我们得到输入正弦信号波形图，在通过测量波形的峰峰值并不断调整峰峰值就能得到所需的正弦信号幅值。

2. 用示波器测试相频特性时，若把信号发生器的正弦信号送入Y轴，被测系统的输出信号送至X轴，则根据椭圆光点的转动方向，如何确定相位的超前和滞后? 答：如果输入和输出信号交换输入的话，则判断超前和滞后的方法也要反过来，即顺时针为滞后，逆时针为超前。

3. 根据上位机测得的Bode图的幅频特性，就能确定系统(或环节)的相频特性，试问这在什么系统时才能实现?

答：在稳定的系统能够确定系统(或环节)的相频特性。

第二篇：实验五典型环节和系统频率特性的测量

黄倩

0907020102 电力系统

实验五

典型环节和系统频率特性的测量

一、实验目的

1.了解典型环节和系统的频率特性曲线的测试方法。 2.根据实验求得的频率特性曲线求取传递函数。

二、实验设备

同实验一

三、实验内容

1.惯性环节的频率特性测试。 2.二阶系统频率特性测试。

3.无源滞后—超前校正网络的频率特性测试。 4.由实验测得的频率特性曲线，求取相应的传递函数。 5.用软件仿真的方法，求取惯性环节和二阶系统的频率特性。

四、实验原理

设G(S)为一最小相位系统(环节)的传递函数。如在它的输入端施加一幅值为Xm、频率为的正弦信号，则系统的稳态输出为

yYmsin(t)XmG(j)sin(t)

①

由式①得出系统输出，输入信号的幅值比

YmXmG(j)

G(j)

②

XmXm显然，G(j)是输入X(t)频率的函数，故称其为幅频特性。如用db(分贝)表示幅频值的大小，则式②可改写为

L()20LgG(j)20lgYm

③ Xm在实验时，只需改变输入信号频率的大小(幅值不变)，就能测得相应输出信号的幅值Ym，代入上式，就可计算出该频率下的对数幅频值。根据实验作出被测系统(环节)的对数幅频曲线，就能对该系统(环节)的数学模型作出估计。

关于被测环节和系统的模拟电路图，请参见附录。

五、实验步骤

1.利用实验平台上的通用电路单元，设计一个惯性环节(可参考本实验附录的图4-4)的模拟电路。待检查电路接线无误后，接通实验平台的电源总开关，并开启±5V，±15V直流稳压电源。

2.把采集卡接口单元的输出端DA

1、输入端AD2与电路的输入端相连，电路的输出端则与采集卡接口单元中的输入端AD1相连。连接好采集卡接口单元与PC上位机的通信线。待接线完成并检查无误后，在PC机上启动“THBDC-1”软件。具体操作步骤如下：

① 点击“通道设置”按钮，选择相应的数据采集通道(双通道)，然后点击“开始采集”按钮，进行数据采集。

② 点击“虚拟示波器”按钮，选择“Bode”图显示模式，然后点击 “开始”按钮。 ③ 点击“信号发生器”按钮，选择“正弦波信号”，并设置好信号幅值，然后点击“变频输出(频率范围为0.1～30Hz)”及“开始”按钮，即可观测环节的幅频特性。

注：②与③操作顺序不可颠倒。

④ 点击“暂停”及“存储”按钮”，保存实验波形。

3.利用实验平台上的通用电路单元，设计一个二阶闭环系统(可参考本实验附录的图4-7)的模拟电路。完成二阶系统闭环频率特性曲线的测试，并求取其传递函数。具体操作步骤请参考本实验步骤2。

4.点击“仿真平台”按钮，根据环节的传递函数在“传递函数”栏中填入该电路实际传递函数的参数，观测该电路的仿真曲线(Bode图)，并与电路模拟研究的结果相比较。

5.根据实验时存储的波形完成实验报告。

六、实验报告要求

1.写出被测环节和系统的传递函数，并画出相应的模拟电路图。

2.把实验测得的数据和理论计算数据列表，绘出它们的Bode图，并分析实测的Bode图产生误差的原因。

3.用上位机实验时，根据由实验测得二阶闭环频率特性曲线，写出该系统的传递函数。

七、实验思考题

1.在实验中如何选择输入正弦信号的幅值?

2.用示波器测试相频特性时，若把信号发生器的正弦信号送入Y轴，被测系统的输出信号送至X轴，则根据椭圆光点的转动方向，如何确定相位的超前和滞后?

3.根据上位机测得的Bode图的幅频特性，就能确定系统(或环节)的相频特性，试问这在什么系统时才能实现?

八、附录

1.Bode图的测试方法 1) 用示波器测量幅频特性

G(j)Ym2Ym Xm2Xm改变输入信号的频率，测出相应的幅值比，并计算

L()20logA()20log其测试框图如下所示：

图4-2 幅频特性的测试图

2)用PC机(利用上位机提供的虚拟示波器和信号发生器)

图4-3 用虚拟示波器测幅频特性的方框图

2Ym

(db) 2Xm2.惯性环节

传递函数和电路图为

G(s)

uo(s)K

1 ui(s)TS10.1s1图4-4 惯性环节的电路图

其中

C=1uF，R1=100K，R2=100K，R0=200K 其幅频特性为

图4-5 惯性环节的幅频特性

实验台上的参考单元：U

7、U5 3.二阶系统

传递函数和方框图为：

2n15 W(S)22220.2SS1S5S5S2nSnn5，551.12(过阻尼)

252

图4-6 典型二阶系统的方框图

其模拟电路图为

图4-7 典型二阶系统的电路图

其中Rx可调。这里可取100K(1)、10K(00.707)两个典型值。其幅频特性为

图4-8 典型二阶系统的幅频特性(1)

实验台上的参考单元：U

6、U

10、U5 4.无源滞后—超前校正网络其模拟电路图为

图4-9无源滞后—超前校正网络

其中R1=100K，R2=100K，C1=0.1uF，C2=1uF 其传递函数为

GC(S)(1T2S)(1T1S)(1T2S)(1T1S/)

其幅频特性为

图4-10无源滞后—超前校正网络的幅频特性

实验台上的参考单元：U2

实验记录：

思考题：在实验中如何选择输入正弦信号的幅值? 答：先将频率调到很大，再是信号幅值应该调节信号发生器的信号增益按钮，根据需要进行选择

第三篇：卫星电视接收系统的安装与调整

卫星电视接收系统的安装与调整

根据接收天线的仰角和方位角到现场进行观测，要求在接收方向上有较开阔空旷的视野。对于需要接收多颗卫星或打算今后接收将来发射的卫星电视节目，则还需留出足够的调整高度。安装天线的场地应选择结构坚实的场所。尤其是口径大的天线，承受的风压大，应充分考虑安装地点应便于架设铁塔、钢架、水泥基座等天线支撑物，并保证长期稳定可靠。从扩风和避雷的角度出发，接收天线也应昼建于地面或较低处，这样也会给运输、安装调试及日后维护保养带来方便。

(一)天线风压负荷的计算

在通常情况下，卫星电视接收天线的口径较大(如集体站)，安装高度高(常建于大楼房顶)，天线本身又有较大的重量，因此，在卫星接收天线安装时，应计算好天线的风压负荷。抛物面天线的风压负荷可按下式计算：W=KHKSKOAWO式中，KH为风压高度变化系数，它以10米高度的风压为基准，并随高度的增加而增大，见下表1;KS为风载体型系数，它与天线的迎风角度有关，表2给出了板状抛物面天线在不同迎风角度下的KS值;KO为风压负荷调整系数，它与天线安装的环境条件有关，盆地或谷地为0.8，山顶为1.0，风口处为1.3，山高500米以上山顶为3.2;WO为基本风压，它以空旷平坦地面上10米高处，统计得到的30年一遇的10分钟平均最大风速为单位标准。表3给出了几个主要城市的基本风压;A为抛物面天线的迎风面积。

表一：风压高度系数与天线高度的关系

天线离地面、海面高度(m) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 150 200

KH 陆地 1 1.25 1.41 1.54 1.63 1.71 1.78 1.84 1.9 1.95 2.19 2.38

海上 1 1.18 1.29 1.37 1.43 1.49 1.54 1.58 1.62 1.64 1.79 1.9

表二：风载体型系数与迎风角度的关系

迎风角度风载体型系数KS 迎风角度风载体型系书 KS

0°(正面) 1.2 45º 135º (背侧面) 0.6

180°(背面) 0.8 45º 135º (正、侧面) 1.1

90°(垂直) 0.4

表三：几个主要城市的基本风压

基本风压(KPa) 北京上海天津济南合肥南京杭州福州广州武汉沈阳乌鲁木齐

350 500 350 400 300 250 600 600 500 250 450 600

根据不同地区的不同条件和不同口径天线安装方式，就可由上式计算出天线的风压负荷值，作为天线承受物的设计依据。

(二)避雷与接地

由于卫星接收天线常架设在高处，因而避免雷击是十分重要的环节。如果避协措施不是行之有效或没有避雷措施，则协击结果轻则损坏元器件，使设备停止工作，重则造成人员伤忙亡。卫星电视接收系统的各部分，包括室外和室内单元及电缆线的屏蔽层均应可靠接地。通常，电缆线的屏蔽层已将室外和室内单元的外壳连接起来，故可将天线的支架与高楼或铁塔的接地线连接起来。应确定原接地线是合理、可靠，否则应另埋设接地设置，然后根据接收天线附近的环境条件安装避雷针。

如果在天线附近已有较高的铁塔或已架设避雷针，则首先应先判断这些已有的铁塔或避雷针是否能地对天线起保护作用。避雷针的有效保护半径R计算方法：

上式中，h为避雷针高度;H为被保护物的高度。假如原有的铁塔或避雷针不能满足保护半径的要求，则就另外安装避雷针。避雷针的高度与接收天线之间的距离和高度也应满足上式要求。

安装避雷针的另一重要环节就是埋设与避雷针体联接的接地体，避雷针的接地应单独走线，不能与设备接地线共用。接地结果，应使避雷针接地体的接地电阻值小于10Ω。为了达到这一要求，应在避雷针周围(最远不超过30m)寻找一处土质较好的地方，打入若干根长度为2.5-3m的镀锌角钢，每两根间的距离为4-5m，

再用镀锌鹿茸钢焊接起来;或者挖一个面积为1m2的坑，埋入一块相应大小的镀锌铁析，然后在埋设角钢或铁板的地上灌入食盐水或化学降阻剂，以进一步降低接地电阻。此外，为了防止雷电在输入电源线上感应产生的高压进入设备，应在电源入线安装市电防雷保安器。

(三)系统的安装

1、天线的安装。将天线连同支架安装在天线座架上。天线的方位通常有一定的调整范围，应保证在接收方向的左右有足够的调整余地。对于具有方位度盘和俯仰度盘的天线，应使用权之方位度盘的0°与正北方向，俯仰度盘的0°与水平面保持一致。正北方向的确定，一般采用指北针测出地磁北极，再根据当地的磁偏角值进行修正，也可利用北极星或太阳确定。

较大的天线一般都采用分瓣包装运输，故在安装时，应将各部分重新组装起来。天线组装后，型面的误差、主面与副面之间的相对位置、馈源与副面的相对位置，均应用专用工具进行校验，保证误差在允许的范围内。校验完毕，应固紧螺栓。

天线馈源安装是否合理，对天线的增益影响极大。对于前馈天线，应合馈源的相位中心与抛物面焦点重合;对于后馈天线，应将馈源固定于抛物面顶部锥体的安装孔上，并调整副反射面的距离，使抛物面能聚焦于馈源相位中心上。天线的极化器安装于馈源之后。对于线极化(水平极化和垂直极化)，应使馈源输出口的矩形波导窄边与极化方向平行;对于圆极化波(如历旋圆极化波)，应使矩形导波口的两窄边垂直线与移相器内的螺钉或介质片所在平面相交成45°角的位置。

2、高频头的安装。高频头的安装较为简单，将高频头的输入波导口与馈源或极化器输出波导口对齐，中间加密封橡胶垫圈，并用螺钉固紧。高频头的输出端与中频电缆线的播送相接拧紧，并敷上防水粘胶或橡皮防水套，加钢制防水保护管套效果更理想。

3、接收机的安装。接收机放置于室内。应选择通风良好，能防尘、防振，不受风吹、雨淋、日晒，并靠近监视器或电视机的位置。将中频输入线、电源输出线、音视频输出线和射频输出线按说明书的要求进行连接。

(四)系统的调整与设置

1、调整前的准备工作。在业余条件下要顺利地调准天线的指向，应先作些准备工作：采用没有AV输入端子的电视机作为显示器的情况下，应利用接收机射频输出部分的测试信号，将电视机的频道设置到正确的位置上(对于有AV输入端子的监视器，可免去此项);对于没有宽带输入电平指示器的接收机，最好将此接收机放在别处已有的、接收同一卫星电视节目的卫星接收站中，设置好各频道频率。设置时，最好使用同一个高频头，以避免由于高频头本振频率的偏差而造成的频道设置不准。

2、天线的调整。将系统连通，接上电源，打开电源开关，此时，显示器上应呈现较大的雪花点。将天线调整到所计算的方位和仰角内，然后在正负5°范围内搜索，如仰角每移动1-2°，方位角搜索一次(范围可大些)，反复调整，直到显示器出现最清晰图像或电平指示器指示最大。然后固定方位角，上下微调仰角，使图像更好，电平指示最大。如此反复几次，最终得到最好的图像或最大的电平指示值，然后将方位角和仰角的固定螺丝拧紧。

对于小天线，由于其波束宽度很大，一般不用预选精确测量方位角和俯仰角，只需粗略地判定一下大致方向。松开角度固紧螺丝，用手持住抛物面，大幅度地摆动天线指向，就可很快地找到信号，收到图像。此时可先固定方位角，松开仰角固紧螺丝，细调仰角，使图像更清晰。如此反复几次，就可调节器准确性天线的指向。

对于线极化波(水平或垂直极化波)的接收，由于接收点的位置不同，存在一个极化倾斜角。接收天线的最佳极化角并不在水平或垂直方向上。调整者若查不到这个倾斜角的数值，也可以通过调整馈源内筒的位置来获得最佳效果。具体作法是：松开馈源内筒的固紧螺丝，用手慢慢转动内筒的方向，直到图像最清晰或电平指示值最大为止，再重新拧紧馈源内筒的固紧螺丝。

3、接收机频率的重新设置。调整好天线之后，用户可以根据自己的需要重新设置接收的卫星电视节目顺序。

此时，可根据接收机的操作说明，按照频道显示序号，利用接收机的频率调整功能，调出所要的电视节目和相应的伴音副载波频率，分别进行节目存贮