Экспериментальное исследование электромеханического бока

Министерство образования и науки Украины

Национальный аэрокосмический университет им.Н.Е.Жуковского

«Харьковский авиационный институт»

                                                        Кафедра 301             

ХАИ.ЛР.6.051002.338.10

Отчет

по лабораторной работе №6

по курсу: «Теория автоматического управления»

 на тему: “Экспериментальное исследование электромеханического бока”

                                                                                Исполнитель:

                                                                                             студентка 338 группы

                                                                                  Сегеда М.А.

   Проверил: к.т.н., проф.

                                                                              Суббота А.М.

                                                                       ассистент

                                                                              Копысов О.Э.

2010

Лабораторная работа 6

Цель работы

 Изучение назначения, структуры, программного обеспечения универсального исследовательского стенда УИС для решения задач анализа и синтеза цифровых систем автоматического управления. Экспериментальное определение статических и временных характеристик электромеханического блока (ЭМБ).

Теоретическое введение

«Менеджер устройств» - это универсальная программа, используемая для выполнения комплекса исследовательских работ, связанных с моделированием и исследованием свойств различных систем, подключаемых к специальным моделирующим установкам. В программу встроены средства для удаленного управления и прямой роботы с СОМ - серверами системы Device Manager, редактирования файлов конфигурации.

Программу можно использовать для создания моделей осцилографа, генератора или цифровой системы управления.

Порядок выполнения работы

1.  Изучение назначения, структуры и принципа функционирования исследовательского стенда УИС.

2.  Программное обеспечение исследовательского стенда УИС. Среда «Device Manager».

3.   Снятие статических характеристик ЭМБ.

4.   Снятие временных характеристик ЭМБ.

5.   Снятие частотных характеристик ЭМБ.

1.  Снятие статических характеристик

Таблица 6.1 Расчетные данные для построения статических характеристик

№п/п	Uвх,В	Uвых,В
1	0	0
2	0.5	0.32
3	1	0.38
4	1.5	0.4
5	2	0.59
6	2.5	0.7
7	3	1.57
8	3.5	2.5
9	4	3.25
10	4.5	3.53
11	5	3.43
12	6	4.9
13	7	4.7
14	8	4.8
15	9	5
16	10	5.1
17	12.5	5.2
18	15	4.8

Построение статической  характеристики:

u=[0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 6 7 8 9 10 12.5 15 ]

v=[0 0.32 0.38 0.4 0.59 0.7 1.57 2.5 3.25 3.53 3.43 4.9 4.7 4.8 5 5.1 5.2 4.8]

plot(u,v); 

grid

Рисунок 6.1- Статическая характеристика ЭМБ

Проводим линеаризацию статической характеристики:

Рисунок 6.2 – Линеаризованная статическая характеристика ЭМБ

2 . Снятие переходной характеристики

С помощью линеаризованного графика определяем рабочую точку

U_вх=3.8 В. 

Определяем  к:

 K=tg α

 K=0.63

Рисунок 6.3 – Переходная характеристика ЭМБ

3.  Снятие частотних характеристик

Таблица 6.2 Расчетные данные для построения переходных характеристик

№ п/п	Aвх,В	f,Гц	Авых,В	φ,рад.	А
1	6	0.01	4.5	0.02	0.75
2		0.05	1.7	0.02	0.28
3		0.1	1.8	0.02	0.3
4		0.2	1.9	0.02	0.32
5		0.3	2	0.02	0.33
6		0.4	1.3	0.04	0.22
7		0.5	1.6	0.02	0.27
8		0.6	1.4	0.02	0.23
9		0.8	1.7	0.02	0.28
10		1	1.4	0.02	0.23

А_вых=(А_max+A_min)/2

А=А_вых/А_вх

Построение частотных характеристик:

1)

Рисунок 6.4 – Частотная характеристика ЭМБ при f₁=0.01

А_вых=(5-2)/2 = 1.5 В

А=4.5/6 = 0.75В

φ  =φ₁-φ₂= 0.02рад.

2)

Рисунок 6.5 - Частотная характеристика ЭМБ при f₁=0.05

А_вых=(4.7-2.1)/2 =  1.30В

А=1.7/6 = 0.28В

φ  =φ₁-φ₂= 0.02рад.

3)

Рисунок 6.6 - Частотная характеристика ЭМБ при f₁=0.1

А_вых=(4.5-2)/2 =  1.25В

А=1.8/6 = 0.3В

φ  =φ₁-φ₂= 0.02рад.

4)

Рисунок 6.7 - Частотная характеристика ЭМБ при f₁=0.2

А_вых=(4.3-2)/2 =  1.15В

А=1.9/6 = 0.32В

φ  =φ₁-φ₂= 0.02рад.

5)

Рисунок 6.8 - Частотная характеристика ЭМБ при f₁=0.3

А_вых=(3.9-2)/2 = 0.95В

А=2/3.5 = 0.33В

φ  =φ₁-φ₂= 0.02рад.

6)

Рисунок 6.9 - Частотная характеристика ЭМБ при f₁=0.4

А_вых=(3.4-1.7)/2 =  0.85В

А=1.3/6 = 0.22В

φ  =φ₁-φ₂=- 0.04рад.

7)

Рисунок 6.10 - Частотная характеристика ЭМБ при f₁=0.5

А_вых=(3.15-1.6)/2 =  0.775В

А=1.6/6 = 0.27В

φ  =φ₁-φ₂= 0.02рад.

8)

Рисунок 6.11 - Частотная характеристика ЭМБ при f₁=0.6

А_вых=(3.06-1.3)/2 = 0.88В

А=1.4/6 = 0.23В

φ  =φ₁-φ₂= 0.02рад.

9)

Рисунок 6.12 - Частотная характеристика ЭМБ при f₁=0.8

А_вых=(3.05-1.55)/2 = 0.75В

А=1.7/6 = 0.28В

φ  =φ₁-φ₂= 0.02рад.

10)

Рисунок 6.13 - Частотная характеристика ЭМБ при f₁=1

А_вых=(3.06-1.3)/2 = 0.88В

А=1.4/6 = 0.23В

φ  =φ₁-φ₂= 0.02рад.

.

4.  Определение значений показателей качества

Таблица 6.3 Значения показателей качества

Рисунок 6.16 – Переходная характеристика исследуемой системы без помех

Вывод: в ходе лабораторной работы были изучены назначения, структуры, программное  обеспечение УИС. Моделирование объекта управления производится  обычно на основе ЭМБ (двигателя постоянного тока, тахогенератора, имитатора нагрузки). Экспериментально были определены  и построены статические и временные характеристики ЭМБ.