13369

Дослідження об’єкту регулювання

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

1. Тема роботи: Дослідження об’єкту регулювання. 2. Мета роботи: 1.1.Вивчити методику експериментального дослідження статичних і динамічних характеристик об’єкту регулювання. 1.2.Навчитись експериментально визначити основні параметри об'єкту. 3.Короткі теоретичн

Украинкский

2013-05-11

155.5 KB

1 чел.

1. Тема роботи: Дослідження об’єкту регулювання. 

2. Мета роботи:

1.1. Вивчити методику експериментального дослідження статичних і динамічних характеристик об’єкту регулювання.

1.2. Навчитись експериментально визначити основні параметри об'єкту.

3. Короткі теоретичні відомості

Об’єктами автоматичного регулювання називають машини, апарати, технологічне обладнання або їх - сукупність, яким потрібна спеціально організована зовнішня дія для їх функціонування за заданим алгоритмом. В загальному вигляді об’єкт автоматизації характеризується функціональною залежністю  між вихідною Хвих і вихідною Хвх фізичними величинами при наявності збурення  і завади F.

Мал. 2.1. Схематичне зображення об’єкту автоматичного регулювання

Вихідна величина Хвих характеризує стан регульованого параметру /температура, тиск, рівень, густина, концентрація, вологість і інше/ об'єкту. Вхідна величина Хвх характеризує кількість енергії чи речовини, яка необхідна для забезпечення заданого значення регульованого параметру з врахуванням дії збурення F і завади f , які обумовлюють зміну регульованого параметру - це зміна навантаження об'єкту, втрати енергії, сировини за рахунок порушення герметичності і інше. До завад відносять дію не передбачуваних зовнішніх факторів, наприклад, зміна температури оточуючого середовища, зміни напрямку і швидкості вітру, зміни вологості і таке інше.

Кількісно Хвх формується спеціальними самодіючими засобами керування - регуляторами.

Властивості об’єктів автоматичного регулювання /ОР/ описуються певними рівняннями в статичному /статична характеристика/ динамічному /перехідна характеристика/ режимах. Статична характеристика об'єкту являє собою залежність  в усталеному режимі при постійному збуренні. Якщо ця залежність лінійна, то статична характеристика описується лінійним рівнянням

                                                       (2.1)

де К - коефіцієнт перетворення.

Якщо статична характеристика нелінійна, то при малих відхиленнях вихідної величини може бути лінеаризована, тоді

                                                          (2.2)

Перехідна характеристика об'єкту являє собою графік зміни вихідної /регульованої/ величини Хвих в часі, якщо на вхід подається дія одиничної функції Хвх=1(t). Загальний вигляд перехідних характеристик для типових об’єктів наведено на мал. 2.2.

З перехідної характеристики об’єкту визначають важливий параметр – сталу часу Т , яка характеризує інерційні властивості об’єкту. Стала часу Т характеризує час, за який вихідна величина Хвих досягла би нового усталеного значення, якби швидкість зміни була постійною. Практично Т дорівнює часу, який відсікає на осі проекція дотичної до перехідної характеристики між лініями Хвих при t=0 і Хвих при t=∞ в момент зміни /стрибка/ вхідної величини /мал. 2.2а/ або до точки перегину /мал. 2.2б і в/.

Якщо вхідна величина змінюється стрибком від Хвх=0 до номінального значення Хвх.ном, то таку перехідну характеристику називають кривою розгону /мал. 2.2./. З кривої розгону визначають час розгону об’єкту τр, транспортне τтр, перехідне τп, і повне τз запізнення, а також сталу часу Т.

Методику визначення τр, τтр, τп, τз і Т показано на мая. 2.2. Перехідний процес вважається закінченим, якщо Хвих = 0,97Хвих.уст.

Динамічні властивості об’єкту описуються диференційними рівняннями, передаточними функціями і частотними характеристиками, які в лабораторній роботі не розглядаються і вивчаються а теоретичному курсі.

Технологічний процес в об’єкті регулювання завжди зв’язаний з притоком, накопиченням, перетворенням і витратою енергії або речовини.

Здатність об’єкту до накопичення енергії чи речовини називають акумулюючою здатністю і її оцінюють коефіцієнтом ємності об’єкту Кс, який дорівнює кількості енергії чи речовини, що вводиться а об’єкт для зміни керованого параметру на одиницю його вимірювання.

Соб – ємність об’єкту;

Хвих.зд - задане значення керованого або регульованого параметру.

Мал. 2.2 Криві розгону об’єктів. а- інерційний об’єкт без запізнення; б- інерційний об’єкт із перехідним запізненням; в- інерційний об’єкт із перехідним і транспортним запізненням.

4. Експериментальна частина

4.1. Ознайомитись з електричною схемою дослідної установки /мал. 3.1./, віднайти усі елементи схеми на передній панелі лабораторної установки /мал. 3.2./.

4.2. Перевірити наявність води в бачку 1 по покажчику рівня II /мал. 3.2./ і, якщо рівень менший допустимого /червона риска на покажчику II/, - долити води і її рівень L, записати в таблицю 1a.

4.3. Дослідити криву розгону /динамічну характеристику /об'єкту. Для цього повернути ручку автотрансформатора Т проти годинникової стрілки до обмеження, встановити пристрій натягу діаграмної стрічки, увімкнути SА, живлення приладу КСМ та приводу діаграмної стрічки, переконатись, що прилад показує і реєструє і в момент переходу пера через лінію відміток часу вимкнути SА, повернути ручку регулювання напруги автотрансформатором за годинниковою стрілкою до обмеження, увімкнути SА Початкове значення температури Тп, величину напруги U і струму І живлення нагрівального елемента, масштаби температури mТ і швидкості mv, діаграмної стрічки записати в таблицю Іа.

Після закінчення перехідного процесу значення кінцевої температури Тк записати в таблицю Іа.

4.4. Встановити. U=0 , вимкнути SА , відрізати діаграмну стрічку і приступити до обробки даних експерименту.

Мал. 3.1. Принципова електрична схема лабораторної установки:

ОР - об’єкт регулювання, ЕН - електронагрівач, RК - терморезистор, рS - показуючий і реєструючий прилад типу КСМ.

Мал. 3.2. Лицева панель лабораторної установки: 1 – об’єкт регулювання /ОР/; 2 – тєрморезистор; 3 - електронагрівач; 4 - вимірювальний прилад; 5 – амперметр; 6 – запобіжник; 7 - автотрансформатор; 8 - лампа сигнальна; 9 - вимикач живлення; 10 – вольтметр; 11 - показчик рівня води в бачку.


                                                                                                      Таблиця 1а

Виміряти

U, В

I, A

L, см

Тп, ºС

Тк, ºС

mv, м/год

mТ, м/год

5. Обробка експериментальних даних.

5.1. За даними таблиці 1а побудувати статичну характеристику об’єкту Т=f(p), вважаючи її лінійною і вирахувати коефіцієнт перетворення Коб досліджуваного об’єкту.

5.2. За даними діаграмної стрічки побудувати криву розгону об’єкту Т=f(t), з якої визначити сталу часу Т, час розгону об’єкту τр, час запізнення τз.

5.3. Визначити масу води Wв в бачку, якщо його площа

Sб=    ( де, см)

       5.4..Вирахувати коефіцієнт ємності об’єкту Кс, якщо Хвих.ном к.

  1.  Вирахувати кількість електричної енергії Qел витраченої на перехідний процес, якщо 1 кВт/год = 3,6·10 Дж.
  2.  Вирахувати величину накопиченої водою енергії Qв=              , якщо питома теплоємність води Св = 4.19 Дж/г·К.

4.7. Визначити коефіцієнт ефективності, використання електричної енергії

.

4.8. Значення Р, Wв, Qел, Qв, Коб, Кс Т, τр, τз, Кеф записати в таблицю 1б.

Таблиця 1б

Вирахувати

Р, Вт

Wв, г

Qел, Дж

Qв, Дж

Коб

Кс

Т, с

τр, с

τз, с

Кеф

Висновок.



ОР

Хвх

вих

F

f


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

65547. АВТОМАТИЗОВАНЕ УПРАВЛІННЯ ПІДСИСТЕМАМИ ТЕХНОЛОГІЧНОГО КОМПЛЕКСУ ЦУКРОВОГО ЗАВОДУ З ВИКОРИСТАННЯМ МЕТОДІВ ДІАГНОСТИКИ І ПРОГНОЗУВАННЯ 937 KB
  Метою роботи є підвищення ефективності функціонування ТК цукрового заводу за рахунок удосконалення систем автоматизації шляхом використання алгоритмів діагностики і прогнозування. При вирішенні поставлених задач одержані нові наукові результати: вперше показано що для оцінки...
65548. МЕТОДИ ТА СИСТЕМИ ВІДТВОРЕННЯ ЗОБРАЖЕНЬ НА БАЗІ ЛОГІКО-ЧАСОВИХ ПЕРЕТВОРЕННЬ 857.65 KB
  Для візуального подання інформації та її реалістичного відображення необхідно створити системи відтворення зображень серед яких перспективними є світлодіодні матричні екрани які широко використовуються в професійних інсталяціях.
65549. ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ОБРОБКИ НА СЕРЕДНІХ ТОКАРНИХ ВЕРСТАТАХ ЗА РАХУНОК ОПТИМІЗАЦІЇ КОНСТРУКТИВНИХ ПАРАМЕТРІВ РІЗЦІВ І РЕЖИМІВ РІЗАННЯ 868.5 KB
  В умовах ринкової економіки вибір типа конструкції інструменту його параметрів режимів різання має бути кількісно обґрунтований з урахуванням багатьох технічних економічних і ергономічних факторів причому рішення що приймаються мають бути оптимальними.
65550. ТЕХНОЛОГІЯ СТРУКТУРНИХ МОДИФІКАЦІЙ ДЕГРАДАЦІЙНО-РЕЛАКСАЦІЙНИХ ПЕРЕТВОРЕНЬ В ФУНКЦІОНАЛЬНИХ МАТЕРІАЛАХ НА ОСНОВІ СТЕКОЛ ТА КЕРАМІКИ ДЛЯ СЕНСОРІВ ЕЛЕКТРОННОЇ ТЕХНІКИ 376.5 KB
  Визначальним фактором прогресу сучасного людського суспільства є розвиток матеріалознавства, пошук, розробка та широке впровадження принципово нових та синтетичних матеріалів з унікальними функціональними властивостями, високою надійністю і технологічною відтворюваністю.
65551. ІНВЕСТИЦІЙНА ПРИВАБЛИВІСТЬ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ ПІДПРИЄМСТВ 223 KB
  Тому одним із найважливіших завдань які стоять перед кожним з них зокрема та перед економікою країни в цілому є підвищення рівня інвестиційної привабливості. Особливої гостроти проблема підвищення інвестиційної привабливості набуває в сільському господарстві яке значно відстало...
65552. ПІДВИЩЕННЯ ТОЧНОСТІ ВИМІРЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ ТЕРМОПАРАМИ В ПРОЦЕСІ ЕКСПЛУАТАЦІЇ 1.36 MB
  Метою дисертації є розробка методу корекції похибки від набутої в процесі тривалої експлуатації термоелектричної неоднорідності електродів термопар на основі аналізу властивостей цієї похибки.
65553. ОРГАНІЗАЦІЙНО-ПЕДАГОГІЧНІ УМОВИ ПРОФЕСІЙНОЇ ПІДГОТОВКИ ФАХІВЦІВ ПОЖЕЖНО-РЯТУВАЛЬНОЇ СЛУЖБИ 295.64 KB
  Водночас важливим шляхом у процесі трансформування є глибоке осмислення й усвідомлення власного історичного досвіду звернення до національних джерел зародження і розвитку професійної підготовки фахівців пожежнорятувальної служби.
65554. Комплексна оцінка успішності інтродукції видів роду PICEA Dietr. в умовах Сходу України 317 KB
  На Сході України ялини є інтродукованими видами. Уперше для умов Сходу України: визначено особливості росту якісні показники селекційну структуру стан формове різноманіття та репродуктивну спроможність ялин; визначено перспективність застосування видів ялин для створення насаджень...
65555. УДОСКОНАЛЕННЯ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЇ СИСТЕМИ СИНХРОННОГО СТЕРЕОФОНІЧНОГО РАДІОМОВЛЕННЯ З ПІЛОТ-ТОНОМ 467.5 KB
  Стереофонічний ефект і його якість є основою системи стереофонічного радіомовлення, тому має місце нагальна необхідність проведення подальших досліджень з встановлення необхідних захисних відношень за радіочастотою, що забезпечували би високу якість стереофонічного радіоприймання.