Исследование нелинейности типа гистерезис

ДонГТУ	Лабораторная работа №3	АКГ-09
Кафедра АУТП	«Исследование нелинейности типа гистерезис»	Ульянов Александр Николаевич

1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Цель работы – исследование нелинейности типа гистерезис.

В некоторых задачах теории автоматического регулирования приходится учитывать гистерезисные процессы, характеристика которых неоднозначна, т.е. одному значению входной величины соответствует несколько разных значений входной. Гистерезисная характеристика наиболее простого вида представлена на рисунке 3.14, а соответствующая ей схема модели – на рисунке 3.15.

Рисунок 3.14 – Выходная характеристика типовой нелинейности гистерезис

Порядок выполнения работы

1 Настроить диодно-потенциометрическую ячейку (ДПЯ) на коммутационном поле аналоговой машины по заданным преподавателем параметрам : величина напряжения отпирания диодно - потенциометрической ячейки (ДПЯ)  ΔU = ±20 В; угол наклона линейной части характеристики  | α | = 45⁰ (см. рисунок 3.1);

2  Набрать на коммутационном поле АВМ исследуемую типовую нелинейность по схеме, приведенной на рисунке 3.15.

 

Рисунок 3.15 – Схема моделирования типовой нелинейности гистерезис

3 Подать линейно нарастающий во времени (см. рисунок 3.4) или гармонический (рисунок 3.5) сигнал на вход усилителя, на котором реализуется данная типовая нелинейность, и на катодный осциллограф.

4 Входной U_вх  и выходной U_вых сигналы подать на вертикальные входы 1 и 2 индикатора ИЭ-6 и наблюдать зависимостьU_вых  = F(U_вх). Схема модели гистерезиса выполнена на двух решающих усилителях 2 и 9 с самовозбуждением, т.е. положительной обратной связью, и с ограничением выходного напряжения на усилителе 9. Схема имеет два устойчивых состояния : одно - при открытом диоде Д1, другое - при открытом диоде Д2. Переход из одного устойчивого состояния в другое возможен только при изменении знака  напряжения на решающем усилителе 9. Это происходит, когда напряжения на двух входах усилителя 2 равны и противоположны по знаку :

U_вх = - α • U_вых = U_огр.

Таким образом, ширину гистерезисной петли 2U_огр можно регулировать, изменяя коэффициент α потенциометром П3. Величину выходного напряжения регулируют потенциометрами П1 и П2 (см. рисунок 3.15).

Содержание отчета

Отчет по лабораторной работе должен содержать :

1)  структурную схему настройки ДПЯ на напряжение отпирания;

2)  схему моделирования исследуемой типовой нелинейности;

3)  структурную схему подаваемых внешних воздействий;

4)  выходные характеристики при каждом из входных сигналов;

5)  выводы и результаты исследования типовой нелинейности;

6)  математическую модель статической характеристики исследуемой нелинейности;

7)  схему и характеристику прохождения гармонического сигнала через нелинейный элемент.