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

82894. Поэтический мир Иосифа Бродского. Перцептивный аспект 729 KB
  Несколько слов об автономности зрения. Маска бесконечности»: поэтика цвета. Особенности функционирования цветообозначений на уровне композиции лирического произведения. Птичкиным языком: звук в поэтическом мире. Все звуки, помимо воя»: фрагменты акустической картины мира. Особенности функционирования акустических тем, мотивов и образов на уровне композиции лирического произведения. Портрет из воздуха»: поэтика запаха. Горький вымысел стиха»: поэтика вкуса...
82895. Расчет по сооружению одноцепной линии электропередачи напряжением 220 кВ, протяженностью 47 км в Липецкой области 6.75 MB
  В разделе Организация работ определен срок строительства линии составляющий 153 календарных дней определены требуемые материальные ресурсы и объемы работ выбраны методы производства работ и необходимые транспортные средства для вывозки грузов на трассу произведены расчеты трудозатрат на основные виды работ.
82896. ЗАЩИТА ПРАВ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ 49.25 KB
  Создание правовых организационных экономических и других необходимых условий отечественным производителям для выпуска продукции и оказания услуг высокого качества являлось постоянной заботой государства.
82897. Основные правовые системы современности 105 KB
  Разнообразие форм организации жизни общества его правового регулирования установления норм поведения для членов общества обусловило различие в подходах к формированию систем права и в самих системах права.
82898. Организация и проведение занятий по плаванию в условиях летнего оздоровительного лагеря 164.5 KB
  При обучении плаванию в летнем оздоровительном лагере решаются следующие основные задачи: укрепление здоровья, закаливание организма человека, привитие стойких гигиенических навыков; изучение техники плавания и овладение жизненно необходимым навыком плавания; всестороннее физическое развитие и совершенствование...
82899. Диарея. Принципы лечения 102 KB
  Причиной острой диареи чаще всего является инфекция вирусная бактериальная или паразитарная. Болезни органов пищеварения достаточно часто сопровождаются развитием неинфекционной хронической диареи которая длится свыше 4-х недель.
82900. Основы исследовательской деятельности 77 KB
  Теоретические аспекты качества. Развитие системы качества. Факторы и условия влияющие на обеспечение качества продукции. Поэтому проблемы обеспечения качества продукции были и будут оставаться в центре внимания любого производства.
82901. ГУМАНИСТИЧЕСКАЯ ПСИХОЛОГИЯ А. МАСЛОУ И ОБРАЗ СОВРЕМЕННОЙ КУЛЬТУРЫ 43.62 KB
  Особенность гуманистической психологии А.Маслоу состоит в том что в современном обществе он видит две культуры: одна образуется людьми склонными к высшим переживаниям и ориентирующимися на высшие ценности бытия красота истина добро другая воплощает технократическо-бюрократическую тенденцию в жизни общества.
82902. Восприятие. Теории восприятия 341.84 KB
  Теории восприятия. Классификация видов восприятия. Иллюзии восприятия. В формировании восприятия принимают участие ощущения двигательные компоненты жизненный опыт индивида память мышление и речь волевые усилия и внимание интересы цели и установки человека.