Исследование типовых динамических звеньев. Изучение типовых динамических звеньев автоматических систем я простейших структурных преобразований

Лабораторная работа № 1

Исследование типовых динамических звеньев

Цель работы: экспериментальное изучение типовых динамических звеньев автоматических систем я простейших структурных преобразований.

циента передачи k, постоянных времени T₁   , Т₂  , коэффициента демпфирования £ , корней характеристического уравнения р₁    и р₂  , частоты собственных колебаний W₀ .

Выполняется в лаборатории:

1.  Исследовать идеальное интегрирующее звено, подав на вход схемы испытательный сигнал типа ступеньки   U1(t)=u11(t).

Снять переходную характеристику интегратора как реакцию цепи, за-рисозаз осциллограммы напряжения на входе и выходе схемы для трех конкретных значений сопротивления R1 . По результатам опыта измерить о помощью осциллографа коэффициент передачи звена.

2.  Исследовать безынерционное звено.

2.1.  Для конкретных значений сопротивлений резисторов R1   и RЗ (рис.3,6) снять переходную характеристику безынерционного звена по прямому и инвертирующему входам, используя методику п.1, а из мерить соответствующие коэффициенты передачи.

2.2.  Исследовать прохождение через безынерционное звено пилооб разного сигнала с выхода идеального интегратора по п.1, сняв и сопоставив временные диаграммы на входе и выходе исследуемого звена. Вычислить коэффициент передачи.

2.3.  Используя сигналы с. выходов генератора ступенчатого напря жения и идеального интегратора, осуществить суммирование указан ных сигналов, вычитание. Снять временные диаграммы на входах и выходе звена для обеих режимов при конкретных значениях R1   и R3. Экспериментально определить весовые коэффициенты при суммировании и вычитании входных сигналов и сравнить с результатами расчетов. Вычертить функциональную и структурную схемы звена.

3.  Снять переходную характеристику апериодического звена 1-го порядка для конкретных номиналов резисторов  R0    и R1    . Экспе риментально определить коэффициент передачи звена k и постоянную времени Т.

4.  Смоделировать и исследовать апериодическое звено второго порядка.

5. Смоделировать и исследовать колебательное звено 2-го порядка.

6. Численные экспериментальные результаты проверить расчетами по формулам, подобранным при выполнении подготовительной части задания на лабораторную работу.

Контрольные вопросы

1.  Охарактеризуйте способы описания линейных элементов и сис тем автоматики.

2.  Что такое передаточная функция и коэффициент передачи эвена?

3.  Приведите аналитические выражения, связывающие передаточную, переходную и весовую функции.

4.  Что такое операционный усилитель и каковы   основные его свойства?

5.  Какие звенья автоматических систем называются типовыми?

6.  Назовите примеры типовых звеньев и обоснуйте их схемные реа лизации на операционных усилителях.

7.  Объясните работу колебательного звена 2-го порядка. При ка ких количественных соотношениях номиналов элементов схемы звено превращается в апериодическое 2-го порядка? Определите напряжения • на входах всех звеньев схемы в установившемся состоянии при u1(t)=

= 1(t).   Передаточные функции звеньев считать полностью известными.

Литература [I; 2, с.49-58, 94-100; 4, с.44-70; 6, с.57-60; 7, с. 174-184] .