50819

Построение и экспериментальная проверка статической характеристики замкнутой системы

Лабораторная работа

Физика

Освоить методику аналитического построения статической характеристики замкнутой САР по статическим характеристикам отдельных элементов. Под статической характеристикой замкнутой САР понимают функциональную зависимость регулируемой величины от задающего и возмущающих воздействий снятую на установившихся режимах. Если регулируемая величина на установившемся режиме не зависит от возмущающих воздействий то такая система называется астатической а если зависит то статической.

Русский

2014-01-31

868 KB

6 чел.

Лабораторная работа №2

Построение и экспериментальная проверка статической характеристики замкнутой системы

Цель работы: 1. Освоить методику аналитического построения статической характеристики замкнутой САР по статическим характеристикам отдельных элементов. 2. Проверить полученную зависимость экспериментальным путем.

Краткие сведения, необходимые для выполнения работы

Раздел теории, изучающий свойства систем автоматического регулирования на установившихся режимах, называется статикой систем регулирования в отличие от динамики, рассматривающей вопросы, связанные с переходными режимами.

Под статической характеристикой замкнутой САР понимают функциональную зависимость регулируемой величины от задающего и возмущающих воздействий, снятую на установившихся режимах.

В зависимости от того, изменяется ли регулируемая величина в статике при изменении возмущающих  воздействий или нет, системы делятся на статические и астатические. Если регулируемая величина на установившемся режиме не зависит от возмущающих воздействий, то такая система называется астатической, а если зависит, то статической. В последнем случае регулятор поддерживает регулируемую величину с точностью до статической ошибки регулирования.

Величина статической ошибки регулирования зависит от характеристики отдельных элементов САР и связана с характеристиками объекта регулирования и регулятора следующим соотношением:

           (1)

Здесь и на рис.8 х – регулируемая величина; f – возмущающее воздействие;

Δхs – статическая ошибка при выборе объекта совместно с регулятором, когда система замкнута; Δхs* - отклонение при работе объекта без регулятора – при разомкнутой системе; коб – коэффициент усиления объекта регулирования по управляющему сигналу; кр – коэффициент усиления регулятора.

Из рис.8 следует, что в данном случае использование регулятора не приводит к полному уничтожению статической ошибки, но уменьшает ее в (1+кобкр) раз.

Из зависимости (1) видно, что статическая ошибка регулирования  Δхs уменьшается с увеличением коэффициента усиления регулятора кр. Значение кр можно определить из статической характеристики регулятора как отношение приращения его выходной координаты Um – управляющего сигнала к входной – регулируемой величине n – при фиксированном значении задающего воздействия. Коэффициент усиления объекта регулирования коб – отношение приращения регулируемой величины к приращению управляемого сигнала при фиксированном значении возмущающего воздействия N=const. Здесь коб определяется из статической характеристики объекта.

Порядок выполнения работы

1. Построить график статической характеристики замкнутой системы, используя данные лабораторной работы №1.

В данном случае это будет зависимость частоты вращения вала n электродвигателя от возмущающего воздействия – нагрузки на двигатель N, полученная для разных значений задающего воздействия g – затяжки пружины центробежного маятника. Если система замкнута, то напряжение Um, пропорциональное перемещению муфты регулятора подается на вход электромашинного усилителя, т.е. в этом случае Um = Uвх. Поэтому ось абсцисс на статической характеристики объекта регулирования обозначим не Uвх, а Um.

Для построения статической характеристики замкнутой системы n=n(N,g) совместим на общем графике статическую характеристику объекта регулирования и регулятора, как показано на рис.9. Чтобы получить по характеристикам отдельных элементов статическую характеристику замкнутой системы, необходимо выход данного звена связать со входом последующего и таким образом замкнуть контур. Построение n=n(N,g) показано на рис. 9 стрелками.

Вначале задаемся g=g1, и каждому значению n будет соответствовать точка на поле статических характеристик объекта, которая определяет значение N. Величину нагрузки определяем путем интерполяции, если точка попадает между кривыми. Выполняем далее такое же построение для g=g2.

Такое построение выполняют обычно, если число элементов более двух. Если число элементов более четырех, то, используя правило построения статических характеристик группы звеньев, их число уменьшают до четырех.

В рассматриваемом случае число звеньев равно двум – это объект регулирования и регулятор, поэтому построение статической характеристики замкнутой системы можно упростить: наложить статическую характеристику регулятора на статическую характеристику объекта (рис. 10) и по точкам пересечения статической характеристики регулятора для g=g1 с кривыми N=const статической характеристики объекта определить значения n, соответствующие N=0, N=N1, N=N2, N=N3, N=N4 и т.д.

Полученные данные наносим на график n=n(N,g) – рис. 11. Такое же построение выполняем и для других значений g.

2. Снять статическую характеристику замкнутой системы в следующей последовательности:

1) тумблер переключателя рода работ 21 (см.рис.3) устанавливаем в положение 2 – загорается табло «Система замкнута». В этом случае напряжение, снимаемое с потенциометра 26 (см.рис.2) движок которого соединен с сервопоршнем 7, подается на управляющую обмотку ЭМУ;

2) устанавливаем тумблером 8 (см.рис.3) затяжку пружины центробежного маятника g=g1 такую же, как и при выполнении лабораторной работы №1. Так как точная установка такого же значения g затруднена (недостаточная точность шкалы, люфт и зазоры в кинематических парах), то устанавливаем N=0 и изменяем g до тех пор, пока не выйдем на обороты, соответствующие точке а на рис. 10;

3) изменяя нагрузку от 0 до максимального значения с использованием тумблеров 11 и 9 (см.рис.3), снимаем зависимость n от N при g=g1. Нагрузка N=0 устанавливается тумблером 11;

4) устанавливаем другие значения затяжки пружины – такие же, как и при выполнении лабораторной работы №1, и повторяем измерения. Для точной установки g=g2 используем точку б из рис.10. Данные заносим в табл.3.

табл.3

g, мм

g1=

g2=

n, об/мин

UГ, В

IГ, А

N=UГIГ, В

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

18354. Видатки бюджету на оборону та управління 25.25 KB
  Тема 11. Видатки бюджету на оборону та управління Проаналізувати видатки місцевого бюджету на оборону та управління за 2009–2011 роки. Дані відобразити у таблиці 11.1. Розрахувати середній абсолютний приріст середній темп росту та середній темп приросту. Охарактеризува
18355. Видатки бюджету на обслуговування державного боргу 26.42 KB
  Тема 12. Видатки бюджету на обслуговування державного боргу Проаналізувати видатки бюджету на обслуговування державного боргу за 2009-–2011 роки. Дані відобразити за допомогою таблиці 12.1. Охарактеризувати проблемні аспекти обслуговування державного боргу та окреслити пер...
18356. Конструкция «Если» 206 KB
  2 урок Конструкция Если 1 урок Конструкция Если подразумевает 2 различных действия в зависимости от того выполняется условиеистина или нетложь. Вид конструкции: если условие то действие 1 выполняется если условие истинно и
18357. ПОЛНАЯ ФОРМА ВЕТВЛЕНИЯ 60.5 KB
  3 урок. Если 2 занятие. Введены 2 числа найти наибольшее. Результаты: Введено число определите четное оно или нет. Выполнение: Для самостоятельного решения Введены 2 числа найти наимен
18358. Если сложные условия 244 KB
  4 урок Если сложные условия. Составить программу отвечающую Привет на имя или Сергей или сергей; и Не знаю тебя в противном случае. Проверить принадлежит ли число введенное с клавиат
18359. Пример экзаменатора 59 KB
  6 урок Пример экзаменатора Рассмотрим простейший пример экзаменатора по географии задающий 5 вопросов по столицам государств. Рассмотрим варианты ввода как с заглавной так и со строчной буквы. Выполнение: Самостоятельно составьте экза
18360. Выбор 350 KB
  7 урок Выбор. Общий вид команды: выбор при условие 1 : серия 1 при условие 2 : серия 2 ... при условие n : серия n иначе серия n1 все Ключевое слово иначе вместе с соответствующей серией команд может отсутствовать: выбор при условие_1 : серия_1 при ус...
18361. Цикл N-раз 110.5 KB
  8 урок Цикл Nраз ознакомительно Общий вид цикла N раз: нц N раз серия команд кц Здесь N целое выражение задающее число повторений. При выполнении алгоритма последовательность команд циклически повторяется указанное число раз. Вывести на экран 10
18362. Цикл и генератор случайных чисел 111 KB
  10 урок. Цикл и генератор случайных чисел. rndвещ х Случайное число от 0 до x : при последовательных вызовах этой функции получается последовательность случайных чисел равномерно распределенных на [0х]. После выполнения заменяйте число 1 внутри rnd1 на 23 и т.д. ...