КАФЕДРА ЕЛЕКТРОННИХ СИСТЕМ
ОС
Лабораторний практикум
з курсу
«ОСНОВЫ АВТОМАТИКИ»
(для студентів спеціальності 7.090803 «Специализированные компьютерные системы»)
Рекомендовано
на засіданні кафедри ЕС
Протокол № 5 від 16.12.2004
Затверджено
на засіданні
методради ДонДТУ
Протокол № 3 від 17.12.2004
Алчевськ
ДонДТУ
2005
|
УДК 681.5
Лабораторний практикум з курсу «Основи автоматыики» (для студ. спец. 7.090803 «Електронні системи») / Укл.: В.Д. Потапов, П.В. Охріменко. – Алчевськ : ДонДТУ, 2005. – 67 с.
Укладачі: В. Д. Потапов, доц.,
П. В. Охріменко, асист.
Відповідальний за випуск О.В.Бикова, зав.лаб.
Відповідальний редактор О.І.Захожай, доц.
Рецензент Ю.Е.Паеранд, доц.
|
ЗМІСТ
С.
Вступ………………………………………………………………… 4
Лабораторна робота №1 Вивчення лабораторного стенду……. 6
Лабораторна робота №2 Дослідження часових характеристик
лінійних ланок………………………... 14
Лабораторна робота №3 Дослідження частотних характеристик
лінійних ланок……………………….. 21
Лабораторна робота №4 Стійкість лінійних САК……………… 28
Лабораторна робота №5 Дослідження точності замкнутих
САК в сталих режимах……………… 34
Лабораторна робота №6 Підвищення якості регулювання
лінійних САК………………………… 43
Лабораторна робота №7 Дослідження нелінійних САК……… 52
Лабораторна робота №8 Дослідження імпульсних елементів… 61
Перелік посилань…………………………………………………… 67
ВСТУП
Сучасний технічний рівень в промисловості і транспорті характеризується вдосконаленням застарілих технологічних процесів і упровадженням нових високоефективних технологій. Ця задача зумовлює широке упровадження автоматики і засобів автоматизації.
Теорія автоматичного керування (ТАК) – наукова дисципліна, предметом вивчення якої є інформаційні процеси, що проходять в автоматичних системах керування.
Робота будь-яких автоматичних систем, від найпростіших до найскладніших базується на одних і тих же основних принципах. Чітке розуміння їх сутності і знання основ ТАК є необхідною умовою для правильного розуміння принципу дії, особливостей улаштування і експлуатації будь-яких автоматичних пристроїв. Даний підхід покладений в основу побудови лабораторного практикуму.
Лабораторний практикум по курсу ТАК включає роботи по лінійних системах непереривної дії, лінійних імпульсних і нелінійних системах непереривної дії. Кожна з лабораторних робіт містить теоретичний матеріал необхідний для розуміння задачі дослідження, шляхів її розв’язання і містить формули для виконання домашнього завдання і оформлення результатів роботи.
При вивченні процесів керування в ТАК абстрагуються від фізичних і конструктивних особливостей систем і замість реальних систем розглядають їх адекватні математичні моделі – передаточні функції.
Лабораторні роботи виконуються на лабораторному стенді, в якому передаточні функції досліджуваних ланок змодельовані на операційних підсилювачах. Передаточні функції досліджуваних ланок відповідають реальним об'єктам. Так, наприклад, аперіодичній ланці першого порядку відповідає обмотка збудження двигуна постійного струму, а коливній ланці – згладжуючий LC – фільтр з навантаженням на виході.
Підготовку до лабораторної роботи рекомендується виконувати в наступному порядку:
– вивчити літературу за даним розділом;
– виконати домашнє розрахункове завдання, користуючись методичними вказівками;
– вивчити робоче завдання і методичні вказівки до його виконання;
– підготувати бланк звіту з необхідними схемами і таблицями.
Кожен студент представляє викладачу звіт про виконану роботу при захисті. Для підготовки до захисту складені контрольні питання, які наведені у вказівках до роботи.
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1
ВИВЧЕННЯ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДУ
Вивчити можливості лабораторного стенду і порядок роботи з ним.
2 Короткі теоретичні відомості
Лабораторний практикум з курсу ТАК включає роботи по вивченню і дослідженню лінійних і нелінійних систем автоматичного керування (САК), а також лінійних імпульсних і цифрових систем. САК складається з типових динамічних ланок. В ТАК динамічні ланки розглядають незалежно від фізичної природи, тобто динамічна ланка – це пристрій будь-якого фізичного виду і конструктивного оформлення, які описуються певними диференціальними рівняннями (передаточною функцією).
Лабораторні роботи виконуються на лабораторному стенді, в якому передаточні функції ланок які досліджуються, зібрані на операційних підсилювачах і RC–елементах. Передаточні функції ланок відповідають реальним об'єктам. Так, наприклад, аперіодичній ланці першого порядку відповідає обмотка збудження двигуна постійного струму, а коливній ланці – згладжуючий LC–фільтр з навантаженням на виході.
Зовнішній вигляд накладної панелі лабораторного стенду з ТАК наведено на рисунку 2.1.
Для дослідження динамічних властивостей ланок і систем (визначення часових і частотних характеристик) на вхід ланок (систем) необхідно подавати такі стандартні сигнали :
– одиничний стрибкоподібний сигнал x(t)=1(t) ;
– одиничний імпульс (дельта-функція) x(t)=d(t) ;
– гармонічний сигнал x(t)=xmsinwt.
Гнізда для підключення одиничної стрибкоподібної і дельта-функцій розташовані в лівому верхньому кутку панелі стенду і позначені відповідно «1(t)» і «d(t)».
Гармонічний сигнал одержують при підключенні до гнізда «ЕГ», розташованого в лівому нижньому кутку панелі стенду. Стенд дозволяє плавно регулювати величину напруги за допомогою рукоятки «ЕГ», розташованої справа на нижньому блоці стенду.
У верхньому блоці стенду встановлені:
– перемикач лабораторних робіт «номер роботи»;
– перемикач дискретної зміни частоти «кГц»;
– рукоятка
плавної зміни частоти «f»;
– перемикач вимірювальних кіл (для підключення входів осцилографа і комутатора до вимірювальних гнізд);
– перемикач передаточних функцій ланок (з кнопками «S1...S5»);
– гнізда для підключення до вимірюваних кіл (входи осцилографа – «I» і «II», вольтметра – «U»).
Вимірювання проводяться за допомогою універсального двоканального осцилографа С1-93 і вольтметра В7-35.
При необхідності синхронізації досліджуваного сигналу рекомендується користуватися синхронізуючим імпульсом, підключивши вхід зовнішнього запуску осцилографа до гнізда «Синхр», розташованого в лівому нижньому кутку панелі стенду.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.