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

39282. Дисциплинарные взыскания 17.93 KB
  Управляя нежелательными последствиями поведения например используя временное отстранение от должности без оплаты труда компании ищут способы свести случаи такого поведения к минимуму. Вероятно у вас не вызывает никакого удивления тот факт что руководители не всегда наказывают подчиненных в каждом случае неприемлемого поведения76. Например в компании Нопс1а оГАтепса специалист по кадровой политике Тим Гарретт Тип СаггеИ отмечает что его компанией уделяется очень большое внимание всем нарушениям правил поведения включая даже те...
39283. ФИЛОСОФИЯ ЧЕЛОВЕКА 256.5 KB
  Стремление человека познать свою собственную природу – вспомним слова Сократа: «Познай самого себя» - является одним из главных стимулов развития философской мысли. В отличие от других наук и дисциплин, изучающих человека, философия стремится выяснить, что такое человек вообще, какова его природа, его сущность.
39284. ПЛОЖЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА В КОСМОСЕ 183.13 KB
  ПЛОЖЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА В КОСМОСЕ сокращенный текст ВОПРОСЫ К СЕМИНАРУ 1: 1. Идея человека как проблема. Сущностное различие человека и животного . Негативная и классическая теории человека: Негативная теория и ее критика.
39285. Электронная картотека 205.32 KB
  Задача должна быть структурирована, и отдельные части должны быть оформлены как функции. Исходные данные должны вводиться с клавиатуры. В процессе обработки картотека должна храниться в памяти компьютера в виде списка.
39286. Двусвязные списки 62.59 KB
  Состав списка и структуры, которая является одним из полей списка, задается программистом. Пользователь вводит информационные поля списка. Условия для обработки – элементы списка, в которых значение поля «goals» поля «info» больше значения, заданного пользователем. Также возможна сортировка исходного списка, заключающаяся в распределении элементов списка в порядке возрастания или убывания значений одного из полей
39287. Рекурсия 24.35 KB
  Описание переменных главной функции Имя переменной Тип переменной Назначение [100] int массив чисел ni int вспомогательные переменные Краткое описание алгоритма 1Пользователь вводит количество элементов в массиве 2Программа заполняет массив случайными элементами 3Программа выводит сумму элементов массива Код программы на языке C С include locle include stdio.h int summint N int [100]; int in [100]; void min { setlocleLC_CTYPE russin ; clrscr; printf nКоличество элементов массива...
39288. Односвязные списки 131.45 KB
  Пользователь вводит информационные поля в массив структур. Условия для обработки – поиск элементов списка по значению одного из полей, вывод информационных полей структур Описание структуры для формирования списка приведено в следующем пункте.