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

891. Разработка воздушного радиатора транзистора КТ846А 1.53 MB
  Транзистор кремниевый мезапланарный структуры n-p-n импульсный. Коэффициент теплопроводности материала радиатора. Соотношение для расчета средней температуры радиатора. Зависимость коэффициента объемного расширения от температуры.
892. Способы обучения одаренных детей 158 KB
  Теоретические основы проблемы воспитания и обучения одаренных детей. Сложности психического развития одаренных детей. Обучение одаренных детей. Подготовка педагога к взаимодействию с одаренными детьми. Неформализованные методы изучения одаренных детей.
893. Экономическое обоснование оптимальной схемы доставки машин и оборудования из Петрозаводска в Ростов-на-Дону 744 KB
  Анализ задания и обоснование расчетных вариантов схемы доставки груза. Анализ возможных маршрутов доставки в прямых и смешанных транспортных сообщениях и выбор расчетных вариантов схемы доставки груза. Определение себестоимости эксплуатационного содержания судов. Определение путевой составляющей издержек перевозки грузов водным транспортом.
894. Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство 170 KB
  Требования безопасности при разборке и сборке звеньев путевой решетки. Особенности технологии ремонта бесстыкового пути и ремонта звеньевого пути с укладкой плетей бесстыкового пути. Производственный состав ПМС.
895. Службові листи як особливий вид довідково–інформаційних документів 166 KB
  Службові листи в системі документообігу організації. Складання та оформлення службових листів. Особливості складання службових листів. Реквізити листа та їх оформлення.
896. Программное средство анализа врожденных характеристик человека 243.5 KB
  Краткая техническая характеристика выбранного ПК и внешних устройств. Проектирование отдельных компонент программы и классов без учета языка реализации. Проверка программы в статическом режиме, и динамическая проверка, включающая контроль адекватности реакции системы на заявки пользователя и поведения системы при возникновении недопустимых ситуаций.
897. Четырехэтажный 32-квартирный жилой дом 134 KB
  Географический пункт строительства: г.Тюмень. Четырехэтажный жилой дом имеет 12 квартир 1-комнатные, 2-комнатные и 3-комнатные. На каждом этаже размещено по 3 квартиры. Здание рассчитано на проживание в нем 12 семей. Плиты перекрытия из сборных железобетонных плит.
898. Черный пиар 157.5 KB
  О происхождении российского черного пиара. Сферы применения черного пиара. Эффективность рr и коммуникативных мероприятий: проблема измерения и оценки. Оценка эффективности РR-кампаний с помощью ЕАV. Проблемные точки оценки эффективности PR.
899. Программное обеспечения информационных технологий 171 KB
  Обоснование необходимости разработки программного продукта. Уточнение структуры входных и выходных данных. Определение формы представления входных и выходных данных. Обоснование приемов программирования. Работа с ГОСТами и нормативными документами при разработке алгоритмов и оформлении технической документации.