13369

Дослідження об’єкту регулювання

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

1. Тема роботи: Дослідження обєкту регулювання. 2. Мета роботи: 1.1.Вивчити методику експериментального дослідження статичних і динамічних характеристик обєкту 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

55603. ВИКОНАННЯ КАСОВИХ ОПЕРАЦІЙ. РОЗРАХУНКИ З ПІДЗВІТНИМИ ОСОБАМИ 491 KB
  Звідси випливає завдання істотного поліпшення системи вищої освіти, якості підготовки фахівців. Все це викликає необхідність перегляду мети, змісту і технологій навчання, а, остаточно, самих уявлень про кваліфікованих працівників – випускників вищих навчальних закладів – високоосвічених, компетентних, здатних приймати правильні обґрунтовані рішення в умовах, що постійно змінюються, які можуть знайти застосування своїм знанням та вмінням у різних сферах діяльності.
55604. РЕКЛАМА 200.5 KB
  Мета проекту: активувати творчу ініціативу вихованців через пошукову діяльність; розвивати інтерес до економічного і політичного розуміння свого місця і значення в суспільному житті; сприяти вихованню в учнів активної життєвої позиції; познайомити дітей із терміном рекламa...
55605. Реклама – как карьера. Её роль в бизнесе 42 KB
  Advertising has rapidly rushed into our life. TV- programs, radio-news, newspapers deal with the advertising every day, using different ways of its presentation. So the topic of our lesson is the role of advertising in business and everyday life. Let’s recollect words and expressions we need for our discussion.
55606. Рекомендации для учителей начальных классов по использованию групповых форм работы на уроках чтения и письма 57.5 KB
  Чтение слов анаграмм составление учащимися слов анаграмм обмен зашифрованными словами Налво волна клво волк Ронова ворона вемеддь медведь Швиня вишня бейрово воробей Упражнение БимБом слоговая зарядка: 1ученик называет слог...
55607. Рельєф України (рівнини) 132.5 KB
  Мета: поглибити та систематизувати одержані з попередніх курсів знання учнів про рельєф та сили що беруть участь у його формуванні; вивчити загальний план будови поверхні території України; сформувати знання про особливості розташування великих форм рельєфу на території України...
55608. Загальна характеристика рельєфу України 66 KB
  Мета: сформувати уявлення про характерні риси рельєфу України та його особливості на основі знань з попередніх курсів. Удосконалювати навички та вміння самостійно аналізувати, пояснювати, надавати характеристики основним формам рельєфу...
55610. Индуизм и другие культы Дравидии 224 KB
  Влево вправо бегают глаза ищут бегают по всей вселенной и возникает эта ось и вокруг оси идёт вращение это все кто ищет. Почему возникает Потому что перед тем как встретить того кто едет надо приготовления делать.
55611. Релігія та культурне життя середньовічної Європи 230 KB
  Мета: з’ясувати роль християнської церкви в середньовічному суспільстві; установити зв'язок між церквою та державною владою; охарактеризувати католицькі чернечі ордени та їх вплив на суспільне життя; розвивати вміння досліджувати суспільні явища та події; формувати навички мовленнєвих компетентностей.