Лабораторная работа № 1. Моделирование и исследование характеристик типовых динамических звеньев систем автоматического управления

Цель работы
Целью лабораторной работы является получение навыков разработки электронных моделей типовых динамических звеньев САУ, исследование их частотных и переходных характеристик на этих моделях. Такими звеньями, в частности, являются инерционное, инерционное форсирующее, а также звенья второго порядка (колебательное и апериодическое).


Программа работы

5.3.1 Исследование инерционного звена

Решение:

5.3.1.1 Собираем схему модели апериодического (инерционного) звена (рис. 1), установим значения . По формулам , рассчитаем параметры остальных элементов в соответствии с данными, приведенными в таблице 5.2 для индивидуального варианта.
Мой вариант

Вариант	k	T, мс
6	3	35

На рис. 2 приведена схема подключения приборов и источников напряжения к электронной модели.



Вход этой установки через ключ подключен к положительному полюсу источника постоянного напряжения E1, а через ключ S2 - ко входу плоттера Боде. Для удобства измерения выходного напряжения электронной модели величина напряжения источника устанавливается исходя из соотношения , где

---

— коэффициент передачи звена, тогда установившееся значение выходного напряжения .

Управление режимами работы лабораторной установки осуществляется с помощью ключей и . При исследовании переходных характеристик ключ замкнут, а ключ — разомкнут, и, наоборот, при исследовании частотных характеристик ключ размыкается, а ключ — замыкается. Ключи , по умолчанию имеют сопротивление 1 Ом в замкнутом состоянии и 1 МОм — в разомкнутом. Этого явно недостаточно, если на входе модели устанавливается сопротивление 100 кОм, поэтому сопротивление ключа в разомкнутом состоянии следует принять равным 1 Гом (это осуществляется двойным щелчком клавиши мыши по изображению элемента и введением соответствующего значения в омах). Кроме этого, здесь же нужно назначить клавишу (Key), которой будет коммутироваться ключ (для и они должны быть различными).

Угловая частота, например среза, рассчитывается по соотношению .


Значения схемы модели апериодического (инерционного) звена для моего варианта:

---

Программа работы

5.3.1 Исследование инерционного звена

5.3.1.2. Получим переходную характеристику и определим время переходного процесса .





5.3.1.3. Получим экспериментальные ЛАЧХ и ЛФЧХ, замерим частоту среза и значение фазы на этой частоте.




5.3.1.4 Построим графики зависимостей , , и .

Результаты измерения в таблице:

T	t	ω	φ
35	105,2	12,77	-70,38
70	210,65	6,36	-70,31
105	315,65	4,262	-70,37
140	419,85	3,2087	-70,47

Графики показаны на рисунке:




5.3.1.5. Оценим влияние величины постоянной времени на характеристики апериодического (инерционного) звена.

Из графиков видно, что

---

линейная функция, т.е., с увеличением линейно растет , , в пределах ошибки измерения, линейная функция (коэффициент нелинейного члена слишком малый), т.е., с увеличением почти линейно уменьшается , – постоянная (слишком малый коэффициент при х), т.е. не зависит от в пределах ошибки.

5.3.2 Исследование инерционного форсирующего звена

5.3.2.1. Собраем схему электронной модели инерционного форсирующего звена (рис. 5.10). Примем

кОм, мкФ. Для заданного варианта из табл. 5.2 выбираем значение постоянной времени , примем постоянную времени и коэффициент передачи звена . По формулам , , рассчитаем параметры остальных элементов модели. Напряжение источника питания электронной модели принимаем равным 0,5 В.

---

5.3.2.2. Снимаем переходную характеристику и определим величину скачка переходной характеристики при , установившееся значение и время переходного процесса . Рассчитаем параметр .



5.3.2.3. Получим экспериментальные ЛАЧХ и ЛФЧХ, замерим частоту среза и значение фазы на этой частоте.



5.3.2.4. Установим соотношения значений постоянных времени , , и повторим выполнение заданий пп. 5.3.2.2 и 5.3.2.3, пересчитав параметры модели в соответствии с п. 5.3.2.1.

Результаты измерения в таблице:

T	τ	t	U0	U∞	λ	ω	φ	τ/T
35	3,5	101,8	104,6	1000,003	10,45997	7,97	-50,35	0,1
35	7	98,4	208,4	1000,003	20,83995	8,459	-41,3	0,2
35	10,5	91,15	308,7	1000,001	30,86998	9,792	-32,21	0,3
35	14	87,7	408	999,1	40,83675	13,16	-21,76	0,4

---

Смотрите также файлы

• Когда принял заказ, и не записал его Действующее лицо девушка официант.docx

• Выявление ошибок системных компонентов.docx

• Курсовая работа по дисциплине ботаника происхождение и основные направления в эволюции водорослей.docx

• Проведения занятий.rtf

• Введение 3 глава теоретическая часть. Теоретические вопросы анализа финансового состояния. 5.docx