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

7 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

49552. Проект варианта моста на столбах 1.04 MB
  Определение требуемого количества рабочей арматуры главной балки Распределение арматуры Проверка выносливости растянутой арматуры и расчетных усилий Mi и Qi в рассматриваемых сечениях Most расчет по прочности нормальных и наклонных к продольной оси сечения балки: подбор арматуры; определение геометрических и расчетных параметров элементов; проверка по прочности нормального сечения; определение требуемых элементов арматурного каркаса отогнутой арматуры и построение при этом эпюры материалов; проверка по...
49557. Технико-экономическое обоснование проекта цеха электролиза алюминия 567 KB
  Зарубежная практика японская американская целиком полагается на разработку системы планирования построенной на определении потребности в сырье и материалах.
49558. Расчет системы кондиционирования для прядильного цеха со станками типа ПК - 110М - 216 1.53 MB
  Физические параметры воздуха: температура влажность подвижность и его чистота – влияют на самочувствие человека и его работоспособность. Большое значение имеют параметры воздуха и для веления технологических процессов. Создание необходимых условий можно осуществить путем подвода и отвода теплоты влаги и замены загрязненного воздуха свежим. Придание воздуху помещения необходимых свойств осуществляется при помощи отопления вентиляции и кондиционирования воздуха.
49559. График движения поездов на двухпутном участке железной дороги 4.32 MB
  Основой организации движения поездов на железной дороге является график движения поездов, который объединяет и регламентирует работу всех подразделений железных дорог, устанавливает последовательность и продолжительность занятия поездами перегонов и станций, каждого раздельного пункта, нормы массы поездов, а так же серию локомотивов, время нахождения их на станциях и пунктах оборота, экипировки и технического обслуживания.
49560. Проект зеркальной приемной антенны 788 KB
  Приближенный расчет размеров антенны. Расчет распределения амплитуды поля на излучающей поверхности антенны S1 и его аппроксимация Расчет электрический характеристик антенны и если потребуется уточнение размеров Зеркальные параболические антенны применяют в различных диапазонах волн: от оптического до коротковолнового особенно широко в сантиметровом и дециметровом диапазонах.