Гнезда I, … , VI с гравировкой «Начальные условия» можно использовать также для подачи постоянных возмущений на любые участки схемы. Контроль задания начальных условий и постоянных возмущений можно производить по вольтметру V2, если по условию задачи задавать их с точностью ±1 %. Если требуется большая точность, то измерение напряжений начальных условий производят методом компенсации по вольтметру V1 , предварительно переключив тумблер «Изм.-Комп.» в положение «Комп.».
Следует помнить, что после набора модели объекта и настройки коэффициентов передачи усилителей (по указанию преподавателя), машину переводят в режим вычисления путем переключения тумблера «Подготовка» в положение «Работа», включения тумблера «220», и нажатия кнопки «Пуск». При этом интеграторы переводятся в режим интегрирования. В момент начала интегрирования загорается сигнальная лампочка. При необходимости зафиксировать решение для выбранного момента t1 нажимают на кнопку «Останов». На выходах интеграторов сохраняются напряжения, соответствующие времени t1. В этом режиме производят необходимые замеры результатов, подключив выход соответствующего усилителя к вольтметру V1 или V2 . Чтобы вновь продолжить процесс интегрирования, нажимают на кнопку «Пуск». Возврат схемы в исходное положение производится нажатием кнопки «Исходное положение».
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА
Отчет по каждой их трех лабораторных работ составляется на основании экспериментальных и расчетных данных. Он должен содержать :
наименование работы и ее цель;
по каждому из проведенных исследований звеньев или системы САУ схемы моделей на наборном поле АВМ с указанием коэффициентов и используемых элементов;
формулы передаточных и частотных (по указанию преподавателя) функций, дифференциальных уравнений переходных функций исследуемых звеньев или их соединений;
результаты расчета и экспериментальные данные в виде таблиц ;
графики расчетных и экспериментальных переходных характеристик
краткий анализ полученных результатов в виде вывода в конце отчета.
I ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1
Исследование типовых внешних воздействий
Цель работы – изучение внешних воздействий, используемых для получения переходных и частотных характеристик типовых звеньев САУ.
Теоретические сведения
Дифференциальное уравнение САУ или ее части – типового звена- представляет собой уравнение динамического равновесия между входной и выходной величинами. Решение дифференциального уравнения описывает изменение выходной величины во времени при подаче на вход входной величины, изменяющейся по какому-либо закону. При разных законах изменения входной величины различным образом изменяется во времени и выходная величина, что зависит от технического устройства звена системы, которое может являться объектом любой физической природы, конструкции и назначения. Поэтому составление уравнения динамики каждого конкретного звена системы является предметом рассмотрения соответствующей конкретной области технических наук – электротехники, теплотехники, и т.п.). допустим, что в результате составления уравнения динамики какого-нибудь конкретного звена получилось линейное дифференциальное уравнение второго порядка :
(1.1)
В теории автоматического управления принято приводить уравнение звена к стандартному виду в символической записи :
,
где р обозначает операцию
дифференцирования (
), и введены обозначения
для постоянных времени и коэффициента усиления звена соответственно :
Процесс регулирования Y(t) складывается из двух частей : пореходного процесса YПП(t) и установившегося процесса YУСТ(t) :
Y(t) = YПП(t) + YУСТ(t).
Математически пореходный процесс определяется общим решением однородного уравнения (1.1), при Х(t)=0, а установившийся процесс – частным решением уравнения неоднородного уравнения (1.1), при заданной правой части Х(t). С точки зрения теоретической механики переходный процесс есть свободное движение системы, а установившийся процесс – вынужденное движение. С точки зрения теории колебаний первое есть собственные колебания, а второе – вынужденные колебания, но это ни в коем случае не означает, что переходный и установившийся процессы всегда по форме будут колебательными..
Для получения переходной характеристики подают мгновенно скачком на вход звена некоторое постоянное значение вида :
и наблюдают переходный процесс (свободные колебания) на выходе звена. На коммутационном поле АВМ эта модель входного воздействия реализуется на масштабном операционном усилителе с изменяемым согласно варианта задания коэффициентом усиления :
Такое идеальное звено не обладает инерционностью и мгновенно дает на выходе величину :
(1.2)
Если на вход звена или системы подать сигнал синусоидальной формы с частотой ω вида :
(1.3)
то на выходе в установившемся режиме получится тоже синусоидальный сигнал с той же частотой ω, но с другими амплитудой и фазой (наблюдение вынужденных колебаний звена).
1.2 Порядок выполнения работы на АВМ
1 Собрать на коммутационном поле АВМ электронную модель ступенчатого воздействия с параметрами, взятыми из таблицы 1.1 согласно рис. 1.1.
2 Подать на вход модели напряжение питания согласно варианта задания из таблицы 1.1 и подключить выход операционного усилителя к вертикальному входу "2" катодного осциллографа.
3 Зарисовать полученную экспериментально на экране осциллографа выходную характеристику.
4 Записав передаточную функцию безынерционного звена для своего варианта задания по формуле (1.1), сравнить расчетные параметры модели с экспериментальными.
Рисунок 1.1 – Схема набора и выходная характеристика безынерционного звена
Таблица 1.1 – Параметры безынерционного звена
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.