Экспериментальное определение параметров динамических характеристик линейных звеньев систем автоматического управления (стр. 4 )

       

       В табл.3 приведены примеры аппроксимации эксперименталь­ных ЛАЧХ передаточными функциями типовых звеньев.

Звено		Наклон в ДБ/дек
		0	0
		-20	-20
		+20	+20
		0	-20
		0	+20
		0	-40
		0	+40

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАДАНИЕ

               Провести экспериментальное исследование переходных характери­стик динамических звеньев, приведенных в таблице 4. Варианты пара­метров звеньев получить у преподавателя.

       Сопоставить результаты эксперимента с заданными параметрами звеньев. В случае существенных различий (более 20%) повторить экс­перимент.

       Провести экспериментальное исследование частотных характери­стик динамических звеньев при заданных известных параметрах (за исключением звена № 4, содержащего интегрирующий элемент). 4. Сопоставить результаты эксперимента с заданными параметрами и определить причину расхождения полученных результатов.

Таблица 4

Варианты параметров динамических звеньев

№	Передаточная функция	Параметры	Вариант
1	2
1			1	3
	0,01	0,05
2			1	2
	0,02	0,1
3			1	2
	0,01	0,05
4			1	4
	0,02	0,25
5			1	2
	0,01	0,01
	0,05	0,25
6			1	0,5
	0,5	9,1
	0,25	0,02
7			1	2
	0,01	0,02
	0,1	0,25

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Лабораторная работа выполняется на стенде СУЛ-3. Парамет­ры динамических звеньев задаются на панели управления системы. Ге­нераторы задающего воздействия g(t) и случайного сигнала N(t) в данной лабораторной работе не используются. Поэтому потенциомет­ры g и CN следует установить в положение нулевого коэффициента передачи. Следует также отключить интегрирующий элемент , нелинейный элемент и элемент начальных условий (НУ) установив со­ответствующие тумблеры в нижнее положение. Структурная схема мо­дели, из которой исключены ненужные элементы, должна соответство­вать рис. 6.

Рис. 6. Схема моделирования

       2. На вход модели подать сигнал от внешнего генератора. Выход­ной сигнал модели наблюдается с помощью вольтметра и осциллогра­фа, которые постоянно подключены к управляющей системе. Вход ос­циллографа следует подключить к точке y2. При выполнении пункта 1 лабораторного задания используется сигнал генератора прямоугольной формы ("меандр"), для пункта 3 лабораторного задания - синусоидальный сигнал.

       3. При исследовании звеньев 1, 4 … 6 дифференцирующий элемент отключается. Для этого задается . Для всех звеньев устанавливается , при этом коэффициент передачи пропорциональной ветви управляющего устройства становится равным единице . Для звеньев 2, 3, 7, имеющих дифференцирующий элемент, задается . Коэффициент передачи всех звеньев устанавливается потенциометром С0.Требуемый коэффициент передачи (соответствующий варианту в табл.4) получается как произведение С0K0 (K0=10).

       4. При исследовании колебательного звена в модели объекта управления вводится отрицательная обратная связь (тумблер в цепи инвертирующего входа сумматора модели ставится в верхнее положе­ние). Тумблер выходного сигнала y2 также ставится в верхнее положение. В этом случае передаточная функция исследуемого звена определяется с помощью преобразования:

где

При фиксированном значении коэффициента передачи K0 = 10 получим Данные значения используются при проверке соответствия полученных экспериментальных данных известным параметрам колебательного звена.

       5. При исследовании динамических звеньев следует учитывать, что они реализованы на интегральных операционных усилителях, ли­нейный участок статической характеристики которых лежит в преде­лах от  - 10В до + 10В. Поэтому следует подобрать сигнал генератора таким образом, чтобы при переходных процессах переменная y2 при­нимала значения ±5...±8В. При слишком малых значениях перемен­ной y2 (менее ±0,5В) могут сказываться шумы операционных усилите­лей. При работе с интегрирующим звеном (п. 4 табл. 4) кривая пере­ходного процесса будет отличатся от теоретической таблицы наличием зоны насыщения при y2 > +10 В и y2 < -10 В.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

       1. Переходные характеристики исследуемых звеньев по п.1 их экспериментально измеренные параметры.

       2. Переходные характеристики звеньев по п. 3 и их измеряемые параметры.

       3. Экспериментальные логарифмические амплитудно-частотные характеристики, их аппроксимация и вычисленные параметры звеньев.

       4. Экспериментальные логарифмические амплитудно-частотные характеристики по п. 6, их параметры и соответствующие им передаточные функции.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

               1. Объяснить способы вычисления параметров звеньев по эксперимен­тальным переходным характеристикам.

               2. Объяснить способы вычисления параметров и составления переда­точной функции по экспериментальным логарифмическим амплитуд­но-частотным характеристикам.