Составление функциональной схемы САУ, проведение функционального анализа и классификации САУ

Страницы работы

Содержание работы

БАЛАКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИКИ, ТЕХНОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ

 ФАКУЛЬТЕТ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ

КАФЕДРА УПРАВЛЕНИЕ И ИНФОРМАТИКА В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2.2

по дисциплине:

ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Выполнил: ст. гр. УИТ-31

Гродсков С.В.

Принял:

Скоробогатова Т.Н._________

«___»________________2004 г.

2004

Цель работы: получение навыков по составлению функциональной схемы САУ, проведению функционального анализа и классификации САУ. 

Дана принципиальная схема акустического выключателя:

Рисунок 1 – Принципиальная схема акустического выключателя.

Требуется:

1.  Определить функциональные элементы САУ и составить функциональную схему;

2.  Провести функциональный анализ работы САУ;

3.  Провести анализ САУ по классификационным признакам.

Решение:

1) Определим функциональные элементы САУ и составим функциональную схему.

Принцип работы. При подаче на микрофон акустического воздействия, загорается лампа. После окончания акустического воздействия, лампа гаснет. Поступая на микрофон МКЭ-3, сигнал сравнивается с задающим напряжением, которое определяется конденсатором С3. Если значение сигнала соответствует задающему, то сигнал поступает на усилители (операционный усилитель и трехкаскадный усилитель) и далее на тринистор VS1, зажигающий лампу EL1. Коэффициент усиления входного сигнала определяется подстроечным резистором R2 и конденсатором C4, которые соединены с инвертирующим входом операционного усилителя. В случае несоответствия входного сигнала задающему (например, в случае ложных акустических воздействий), он подавляется, и лампа не загорается.

Определим объект регулирования и действующие на него воздействия:

Объект регулирования (ОР) – лампа EL1;

Регулируемая величина x(t) – напряжение включения лампы;

Возмущающее воздействие f(t) - ложные акустические воздействия;

Управляющее воздействие Q(t) – акустическое воздействие.

Функциональная схема ОР и сигналы, воздействующие на него, показаны на рисунке 2.

Рисунок 2 - Функциональная схема ОР и сигналы, воздействующие на него.

Определим элементы функциональной схемы:

Исполнительное устройство (ИУ) – тринистор VS1. Чем меньше будет время переключения тринистора, тем быстрее будет загораться лампа при подаче на микрофон акустического воздействия.

Датчик (Д) – микрофон МКЭ-3, который преобразует акустическое воздействие в напряжение звуковой частоты.

Задающее устройство (ЗУ) – конденсатор С3, который определяет предписанное значение напряжения входного сигнала, при котором лампа будет загораться.

Усилитель (У) – операционный усилитель и трехкаскадный усилитель для усиления сигнала управления.

Выходной сигнал от задающего устройства – предписанное значение напряжения входного сигнала, при котором лампа будет загораться.

Выходной сигнал от датчика – действительное значение напряжения входного сигнала.

Работа сравнивающего устройства (в данном случае это подстроечный резистор R2 и конденсатор C4, включенные в обратную связь операционного усилителя) заключается в сравнении этих двух сигналов. В результате, если выходной сигнал от датчика отличается в ту или иную сторону от выходного сигнала от ЗУ на допустимую величину, то он пропускается на усилитель. А если входной сигнал от датчика значительно меньше предписанного значения, то он не усиливается, и лампа  не загорается.

Функциональная схема акустического выключателя показана на рисунке 3.

Рисунок 3 - Функциональная схема акустического выключателя.

2) Проведем функциональный анализ работы САУ.

1.  Быстродействие работы САУ зависит от исполнительного устройства. В данной САУ это тринистор. Для более быстрого включения лампы после подачи акустического воздействия на микрофон необходимо заменить данный тринистор на другой, с меньшим временем переключения. 

2.  Точность регулирования зависит от датчика. Это микрофон. Для повышения точности регулирования необходимо заменить данный микрофон на другой, более чувствительный.

3.  Увеличить значение регулируемой величины можно с помощью задающего устройства. Это конденсатор С3. В зависимости от области применения акустического выключателя, при замене С3 на конденсатор меньшей емкости, можно добиться реагирования акустического выключателя на звук ВЧ, при замене С3 на конденсатор большей емкости, можно добиться реагирования акустического выключателя на звук НЧ.

3) Проведем анализ САУ по классификационным признакам.

1.  Цель управления в данной системе – включать лампу в зависимости от величины акустического воздействия. Это САУ – система автоматического управления.

2.  В данной САУ алгоритм управления вырабатывается с помощью датчика возмущающего воздействия – при поступлении  акустического сигнала на микрофон загорается лампа. Алгоритм регулирования соответствует регулированию по возмущению.

3.  Акустический сигнал, действующий на лампу пропорционален сигналу управления – акустическому сигналу, поступившему на микрофон. Алгоритм работы этой системы соответствует П-закону регулирования.

4.  Система не имеет обратной связи.

5.  Данная САУ одномерная, так как регулируется только один параметр – включение лампы.

6.  Система астатическая, так как в установившемся режиме не имеет отклонения регулируемой величины (включение лампы) от заданной по отношению к заданному воздействию.

7.  Это электронная система непрямого регулирования, поскольку для ее работы необходимо обеспечить питание от промышленной электросети.

8.  В данной системе все элементы имеют постоянные параметры. Это стационарная система.

9.  Сигналы управления от датчика поступают в определенные моменты времени, чередуясь по величине. Это система с вибрационным прерывистым сигналом управления.

10.  Система содержит нелинейный элемент – тринистор. Это нелинейная система.

Таким образом, это система автоматического управления, принцип регулирования по возмущению, без обратной связи, одномерная, астатическая, система непрямого электронного регулирования, с П-законом регулирования, с прерывистым вибрационным сигналом управления, стационарная, нелинейная.



Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Отчеты по лабораторным работам
Размер файла:
58 Kb
Скачали:
0