Лабораторний практикум з курсу «Основи автоматики», страница 2

В лабораторний стенд вбудований функціональний вимірювач ИФ, що дозволяє вимірювати частоту досліджуваної напруги,  а також зсув фаз між вхідним і вихідним сигналами.

Для вимірювання частоти на гніздо «Вх» функціонального вимірювача подається досліджуваний гармонічний сигнал, а до гнізда «f» підключається вольтметр постійної напруги. Вимірювання частоти здійснюється в масштабі    1 Гц/мВ в діапазоні від 40Гц до 2000Гц, що відповідає показникам вольтметра від 40 мВ до 2000 мВ.

Для вимірювання зсуву фаз на гніздо «Вх» ИФ подають вхідний сигнал, а на гніздо «Вых» - вихідний. Зсув фаз визначають за показниками вольтметра постійної напруги, що підключається до гнізда «j», виходячи з масштабу 1 градус зсуву на 10 мВ показників мілівольтметра.

Електричні схеми та параметри ланок, що вивчаються в лабораторному практикумі з ТАК, наведені в таблицях 2.1 і 2.2.

Таблиця 2.1 – Передаточні функції досліджуваних ланок

Контрольні точки		Передаточна функція ланок		Параметри ланок
Вхід	Вихід
1	2	3		4
X1	X2			T1=R2C1 R2=22 кОм, С1=0,047 мкФ
X2	X3			T2=R2C1    R2=22кОм C1=0,047мкФ
X3	X4			T3=R1C1 R1=5,6кОм C1=0,1мкФ
Продовження таблиці 2.1
1	2	3		4
X5	X6			T4= R6C1, Т5=R7C2 R6=R7=20кОм C1=С2=0,047мкФ x= R2=2кОм R4=5,6кОм
X7	X8
X9, Х10	X11	ПІ S1- розімкнений S2- розімкнений		T6=КрR2C2 T7=R2C2 T8=(R1+R2)C1 T9=R1C1 R1=2кОм R2=R4=22кОм C1=C2= =0,047 мкФ
		ПД S1-замкнений S2-замкнений
		ПІД S1-замкнений S2- розімкнений
		П S1- розімкнений S2-замкнений	H9= Кр

Таблиця 2.2 – Електричні схеми досліджуваних ланок

Н1(р)
Н2(р)
Н3(р)
Н4(р), Н5(р)
Н6(р), Н7(р) Н8(р), Н9(р)

3  Методичні вказівки до виконання роботи

3.1 Встановити перемикач лабораторних робіт в положення                     «4, 5, 6».

3.2 Встановити перемикач вимірювальних кіл в положення «I-II». Включити стенд, вольтметр, осцилограф.

3.3 Зняти осцилограму одиничної стрибкоподібної функції шляхом підключення одного з входів осцилографа до гнізда «1(t)».

3.4 Зняти осцилограму одиничного імпульсу (дельта-функції) шляхом підключення одного з входів осцилографа до гнізда «d(t)».

3.5 Зняти осцилограму гармонічного сигналу, підключивши один з входів осцилографа до гнізда «Е_Г». Визначити діапазон регулювання частоти сигналу і його величини. Вимірювання частоти зробити за допомогою осцилографа і функціонального вимірювача, а вимірювання величини напруги – за допомогою осцилографа і вольтметра, результати занести в таблицю 3.1.

3.6 Визначити зсув фаз між вхідним і вихідним сигналами при подачі на вхід ланки Н₄(р) (гніздо Х5) гармонічного сигналу напругою U = 2,5 В і знятті з виходу ланки (гніздо X6). Зсув фаз визначається при вимірюванні за допомогою осцилографа і функціонального вимірювача для частот 100 і 150 Гц, результати вимірювань занести в таблицю 3.1.

При вимірюванні зсуву фаз осцилографом на його перший канал подається вхідний сигнал, а на другий - вихідний. Одночасно перемикачем полярності другого каналу добиваються, щоб сигнали які спостерігаються на обох каналах були одного знаку (використовуючи для цього як вхідний сигнал, наприклад, стрибкоподібну функцію). Функціональним вимірювачем вимірюється поточне значення фазового кута , а величина фазового зсуву  розраховується по формулі =180⁰ –  .

3.7 Вивчити і накреслити схеми; записати параметри ланок Н₁(р), Н₂(р),  Н₃(р),  Н₄(р),  Н₆(р),  Н₇(р),  Н₈(р),  H₉(p),  користуючись таблицями 2.1 і 2.2.

Таблиця 3.1

	Umin, В	Umax,  В	fmin, Гц	fmax, Гц	100, град.	150, град.
Осцилограф
Вольтметр			–	–	–	–
ИФ	–	–

4  Обробка результатів

4.1 Визначити параметри стрибкоподібної функції (рівень). Результат занести в таблицю 4.1

4.2 Визначити параметри одиничного імпульсу (рівень, тривалість). Результати занести в таблицю 4.1

4.3 Порівняти і оцінити дані вимірювань частоти і величини напруги по п. 3.5, одержані за допомогою осцилографа, функціонального вимірювача та вольтметра.

4.4 Порівняти дані вимірювань зсуву фаз по п. 3.6, одержані за допомогою осцилографа і функціонального вимірювача.

Таблиця 4.1

Параметри стрибкоподібної функції	Параметри імпульсної функції
Uс, В	Uі, В	Ті, с	Т, с

5  Контрольні питання ТА задачі

5.1 В чому полягає властивість односпрямованості передачі дій окремим елементом, наприклад, електричним чотириполюсником?

5.2 Які типові сигнали використовуються при вивченні динаміки елементів і систем?

5.3 Дайте визначення передаточної функції і запишіть відповідний їй вираз.

5.4 Як із диференціального рівняння системи (елемента) одержати рівняння статики? Запишіть диференціальне рівняння загального вигляду і найдіть з нього вираз для передавального коефіцієнта.

5.5 Одержіть з диференціального рівняння системи її передаточну функцію.

5.6 Одержіть з передаточної функції системи її диференціальне рівняння.

5.7 Переваги і недоліки розімкнених і замкнутих САК.

5.8 Назвіть функціональні елементи САК, поясніть їх призначення.