Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
ДОСЛІДЖЕННЯ СТАЦІОНАРНИХ РЕЖИМІВ ЛАНОК І СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ.
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра автоматики та телемеханіки
Інформація про роботу
Рік:
2005
Тип роботи:
Лабораторна робота
Предмет:
Теорія автоматичного управління
Група:
КС-41
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Мета роботи: дослiдження статичних характеристик ланок систем автоматичкого регулювання. Вивчення послiдовного, паралельного i з зворотнім зв’язком сполучення ланок, виведення їх рiвнянь, графоаналiтичний розрахунок їх сумарних характеристик, з використанням додатнього i вiд’ємного зворотнього зв’язку. Вивчення механізму формування нелінійних характеристик.
Теоретичні відомості
Статичкна характеристика системи регулювання будується на основi статичних характеристик окремих ланок з врахуванням зв’язкiв мiж ланками.
Розрiзняють слiдуючi типи сполучень ланок:
а) послiдовне;
б) паралельне;
в) зустрiчно-паралельне.
Послiдовним називається таке сполучення, при якому на входi кожної наступної ланки дiє вихідна величина попередньої ланки, рис.1.
Рiвняння в абсолютних величинах кожвої лiнiйної ланки, що входить в послiдовне сполучення, можуть бути представленi у виглядi:
Для n ланок, з’єднаних послiдовно, маємо:
де символ визначає добуток.
При дослідженні статичних режимiв послiдовне сполучення n лiнiйних ланок може бути замiнено однiєю еквiвалентною ланкою, яка описується рiвнянням:
Рівняння в абсолютних і відносних приростах:
Коефiцієнт перетворення послiдовного сполучення ланок дорiвнює добутку коефiцiєнтiв перетворення ланок сполучених мiж собою.
У випадку нелiнiйних характеристик ланок, що входить в послiдовне сполучення, статична характеристика еквівалентної ланки проводиться графiчно, шляхом послiдовного визначення по статичних характеристиках вхiдних величин, одержаних в результатi подачi на входи цих ланок вихiдних величин попереднiх ланок.
Паралельним називають такі сполучення, де на входi всiх ланок дiє одна й та ж величина, а вихідні величини ланок сумуються.
Електрична схема паралельного сполучення - рис. 3.
Структурна схема паралельного сполучення - на рис. 4.
Подача одного сигналу на входи ряду паралельних ланок не приводить до його змiни. Якщо в паралельне сполучення входить n лінійних ланок, то рівняння в абсолютних величинах:
За визначенням при паралельному сполученнi ланок вихiдна величина визначається сумою вихiдних величин лавок:
Вiдповідно, сумуючи лiвi i правi частини рiвнянь (9) одержимо рiвняння паралельного слолучення ланок:
В тих випадках, коли паралельне сполучення складається з нелінійних ланок, користуючись направленістю ланок, що входять в сполучення, для побудови статичної характеристики еквівалентної ланки проводиться графічне сумування вихідних величин ланок, що відтворюються при фіксованих значеннях вхідної величини, тобто графічно сумуються ординати статичних характеристик, які входять в сполучення ланок, рис5.
При зустрічно-паралельному слолученнi i охопленнi освовної ланки (ланка 1 на рис. 6а,б), на вхiд освовної ланки подається сума вхідної величини хвх i величини х33 що є вихідною величиною ланки зворотнього зв’язку, якщо зворотнiй зв’язок є додатнім. Додатнiй зворотюй зв’язок збiльшує вхiдний сигнал основної ланки i використовується для збiльшення коефiцієнта передачi сполучення в порiвняннi з коефiцiєнтом передачi основної ланки.
При вiд’ємному зворотньому зв’язку, вхiдна велячина основної ланки визначається різницею хвх i хз.з
Структурні схеми ланки, охопленої зворотнім зв’язком
У випадку охоплення лінійної ланки (1), ланкою зворотнього зв’язку (2) рiвняння вводу схеми вводу вхідного сигналу i сигналу зворотнього зв’язку можна записати у формi:
Виключаючи з рiвнянь сигнали одержимо:
При від’ємному зворотньому зв’язку, що найбільш часто зустрічається в схемах САР, коефіцієнт перетворення ланки, охопленої зворотнім зв’язком, дорівнює частці від ділення коефіцієнта передачі основної ланки на суму добутку коефіцієнтів передачі основної ланки і ланки зворотнього зв’язку з одиницею.
Побудову статичної характеристики основної ланки (1), охолленої ланкою зворотнього зв’язку (2), при вiдомих нелінійних характеристиках цих ланок ( рис. 6в) можна проводити графiчним шляхом задаючи вiдповiднi значення вихідної величини хвих слолучення, i визначаючи по характеристиках (1;2) ланок величини що дiють ва входi основної ланки i на виходi ланки зворотнього зв’язку, з наступним обчисленням значень вхідної величини хвх на основi рівняння роботи схеми вводу сигналу зворотнього зв’язку:
Неперервний сигнал ГСС х(t), подають на входи Х iндикатора i нелiнiйного перетворювача, а вихiд останнього - на вхiд У індикатора.
У ролi нелiнiйного перетворювача використовують змінний блок “нелiнiйність” (рис. 7б.).
Рис 7г – схема, що забезпечує комбінацію зображень:
1. Перший такт на вхiд Х індикатора подається сигнал , на вхiд У - сигнал з виходу нелiнійності - на екранi формується графiк
2. Другий такт на Х-вхiд iндикатора подано сигнал розгортки , на У входi зовнішній сигнал відсутній, на екрані формується горизонтальна вiсь х;
З. Третiй такт на Х-входi зовнішнiй сигнал вiдсутній, х(t) =0 , на У-вхiд подається сигнал розгортки -на екранi формуєься вертикальна вiсь у;
4. Четверткй такт: на Х-вхiд iндикатора подано постiйну напругу Ех , на У-вхiд-постійну напругу Еу, на екран виводиться зображення контрольної точки з координатами Ех , Еу,.
Програмування комутатора дозволяє варіювати зміст iнформацii, що виводиться ва екран iндикатора відповідно з цілями конкретного дослідження. Так, замість координатних осей на екран можна вивести ще двi вимiрювальлi точки, що дозволить, наприклад, „запам’ятати” на екранi координати характерних точок графiка i настроювати нелінійність, “проводячи” її характеристику через певні точки.
Вимірювальна лінійка – найпростіший електронний шаблон, що може виявитись зручним інструментом при вимiрюваннях. Схеми формування вимірювальних лінійок зведенi в таблицю на рис. 8. Для виводу кожної з них на екран індикатора разом з другими зображеннями необхiдно витратити один такт комутатора.
Формування нелінійних характеристик
Формування нелінійних характеристик спирається на використання послiдовного i паралельного з’єднань нелінiйних функцiональних перетворювачiв, а тажож від’ємного i додатнього зворотнього зв’язку. На рис. 9 наведені у видi таблицi структурні моделi для відповідних з’єднань пари перетворювачiв, математична трактовка в загальному випадку i для лінеаризованих перетворювачів, а також схеми графоаналiтичних розрахунків.
Послідовне з’єднання структурно відтворює формування складної функції як функції від функції При лінереалізації нелінійні перетворювачi заміняють лінійними з коефіцієнтами для N2. В цьому випадку і тому послідовне з’єднання еквівалентно одному перетворювачу з коефіцієнтом, що дорівнює добутку коефіцієнтів підсилення окремих перетворювачів Для графоаналітичного розрахунку графік першої не лінійності розташовують в першому квадранті, графік у другому, повернувши його на 900 проти годинникової стрілки так, щоб вісь у, була загальною для обох графіків. Задавшись довільними значеннями хі, знаходять відповідне йому значення .
Паралельне з’єднання перетворювачiв показує суму функцій . При лінеаризації , що еквівалентно одному перетворювачу з коефіцієнтом К, що дорівнює сумі коефіцієнтів перетворювачів. Графоаналітичний розрахунок полягає у суміщенні осей координат графіків в алгебраїчному сумуванні їх координат для призначених значень хі.
Для пари перетворювачів, охоплених З.З., система рівнянь:
приводить до співвідношення:
Описування принципів графоаналітичного розрахунку характеристик дає ключ для аналізу конкретних випадків, розумінню на цій основі загальних закономірностей формування нелінійних характеристик і до опанування практичних навичок синтезу.
На рис.(10) зображені схеми вивчення характеристик послідовного (а), паралельного (б) і зворотно зв’язаного (в) з’єднань пари нелінійних перетворювачів.
Блок „не лінійність” (рис.7б) зручно використовувати для вивчення характеристик послідовного з’єднання лінійного підсилювача з нелінійним перетворювачем без З.З. і при охопленні їх додатнім і від’ємним З.З.
На рис.12 наведені деякі з характеристик, що формуються при використанні одного блока „не лінійність”. Вихідну характеристику блока 7а легко трансформувати у характеристики типу „ підсилювач з насиченням” (7б) і „зона нечутливості” (7в), з яких за допомогою діодів блока можна вибрати відповідні гілки (8а)-(8в). Настройкою елементів можна наблизити характеристику до виду (3.1) типу „в’язке тертя”, квадратичного (10а) або лінійного (11а) детекторів. Охоплення додатнім З.З. дозволяє трансформувати характеристику (7б) до виду „ідеальне поляризоване реле” (9б) і „поляризоване реле з гістерезисом” (10б), а характеристику (7в) – до виду „ідеальне трьох позиційне реле” (9в) і „трьох позиційне реле з гістерезисом” (9в) і (11в). Щоб вивчити механізм формування таких характеристик, можна вимикати З.З. тільки для однієї полярності вихідного сигналу (11б). При цьому графік у першому квадранті зобразить результат розрахунку загальної характеристики по характеристиці прямого зв’язку в системі без З.З. (позиція 11б на рис. 12), зображеної у третьому квадранті.
Графік 12 в ілюструє формування характеристики, зворотно включеної в коло З.З. (рис.11г).
Схеми на рис.11д ілюструють додаткові можливості комутатора при вивченні механізмів формування нелінійних характеристик. У першому випадку комутатор використаний для формування сімейства характеристик при варіаціях коефіцієнта підсилення, у другому – для варіації структури системи. Канали комутатора використовуються як перемички, що замикають у певні такти з’єднання між елементами системи у колах прямого і зворотного зв’язку.
Міністерство освіти і науки України
Національний університет „Львівська політехніка”
Кафедра
автоматики та телемеханіки
Лабораторна робота №5
з курсу „Теорія автоматичного керування”
Тема: ДОСЛІДЖЕННЯ СТАЦІОНАРНИХ РЕЖИМІВ ЛАНОК І СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ.
Виконав:
ст. гр. КС-41
Прийняв:
Кер. лаб. занять
Наконечний М.В.
Львів 2005
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора