Лабораторна робота № 5. Мета роботи - вивчити принципи побудови і дослідити пристрої формування оптимальних за швидкодією задающих впливів у функції часу

ДОСЛІДЖЕННЯ ПРИСТРОЇВ ФОРМУВАННЯ

ЗАДАЮЧОГО ВПЛИВУ В АВТОМАТИЧНИХ СИСТЕМАХ

З ЗАВДАННЯМ ПРОГРАМИ У ФУНКЦІЇ ЧАСУ

Мета роботи - вивчити принципи побудови і дослідити пристрої формування оптимальних за швидкодією задающих впливів у функції часу.

5.1. Програма роботи

5.1.1. Для досліджуваних задаючих пристроїв, структурні схеми яких зображені на рис.5.1, а і 5.2, а, скласти схеми моделей і розрахувати коефіцієнти передачі відповідно до варіанта завдання (табл.5.1).

Рис.5.1

Рис.5.2

Таблица 5.1

Набрати модель задаючего пристрою першого порядку (рис.5.1, а) і зафіксувати зміну координат і .

5.1.2. Набрати модель задаючего пристрою другого порядку (рис.5.2, а) і зафіксувати зміну координат і .

5.2. Основні положення

У промисловості набули широкого поширення САУ з завданням програми в функції часу. Для формування задаючих впливів в цих системах використовуються задаючі пристрої (ЗП). Впливи будуть оптимальними за швидкодією, якщо в будь-який момент часу основна задаюча координата або її обмеження досягають своїх максимальних значень.

Задає пристрій першого порядку (ЗП 1) складається з послідовно з'єднаних релейного елемента і інтегратора, охоплених негативним зворотним зв'язком (рис.5.1, а). Даний пристрій широко застосовується для завдання швидкості електропривода. ЗП 1 відноситься до оптимальних по швидкодії пристроїв з обмеженням вихідної змінної і її першої похідної:

При подачі на вхід ЗП 1 впливу який дорівнює необхідному максимальному значенню вихідної змінної , на виході релейної ланки встановлюється вплив (рис.5.1, б), який відповідає максимальному значенню при наростанні впливу . При цьому вихідна величина інтегратора змінюється за лінійним законом . В момент часу отже і вплив на вході ЗП 1 залишається незмінним.

Якщо в момент часу зняти вхідний вплив , то в результаті дії негативного зворотного зв'язку на виході релейного елемента встановлюється сигнал , пропорційний при спаданні впливу . Вихідний вплив почне зменшуватися за лінійним законом до нуля.

Задаючий пристрій другого порядку (ЗП 2, рис.5.2, а) реалізується на основі ЗП 1 з підключенням вхідного нелінійного елементу (НЕ 2) до вихідного інтегратора. Поряд з головним негативним зворотним зв'язком по задаючій змінній використовується перемикач зворотнього зв'язку по похідній від основного задаючого впливу (координаті ). ЗП 2 є оптимальним за швидкодією пристроєм з обмеженням вихідної змінної та її перших двох похідних у часі і .

Перехідні процеси в ЗП 2 будуть оптимальними при коефіцієнті передачі внутрішнього зворотного зв'язку:

При подачі на вхід ЗП 2 впливу на виходах НЕ 2 і НЕ I встановлюються сигнали і , рівні відповідно максимальним значенням координат і . На ділянці (рис.5.2, б) вихідна величина першого інтегратора зростає за лінійним законом до величини , а вихідна величина ЗП 2 змінюється по параболі .

На ділянці і і лінійно нарастає. В момент часу сума сигналів зворотних зв'язків дорівнює вхідному впливу . Тому на ділянці на виходах НЕ 2 і НЕ I встановлюються сигнали і , при цьому зменшується за лінійним законом до нуля, а плавно зростає до . На ділянці приведені діаграми при знятті із входу ЗП 2 впливу . ЗП реалізуються, як правило, як алгоритм на мікроконтролерах. Змінні САУ можуть мати різну фізичну природу. Найчастіше основна регульована змінна САУ - це швидкість руху регульованого об'єкта або його положення.

Нехай зв'язок між заданою дією і основною регульованою змінною САУ виражається залежністю (де - коефіцієнт пропорційності). Тоді зв'язок між обмежуючими максимальними значеннями першої похідної за часом від і другої похідної відповідних їм напруг (рис.5.2, а):

5.3. Методичні вказівки

5.3.1. Схеми набору моделей ЗП I і ЗП 2 складаються методом структурного моделювання.

5.3.2. Для підготовки моделі ЗП I до дослідження необхідно розрахувати параметри моделі. Тобто привести вихідні сигнали до величин внутрішніх змінних. Величину , що подається на вхід моделі, доцільно прийняти рівним 10... 20, при цьому

Прийняти коефіцієнт передачі інтегратора X = 0,1... 10,0.

Розрахувати рівні обмеження для моделі релейного елемента:

Значення і повинні знаходитися в межах 10... 20.

5.3.3. Для підготовки моделі ЗП 2 до дослідження, приймається , розраховується коефіцієнт . Потім згідно (5.2) і (5.3) можна задатися значеннями коефіцієнтів і розрахувати і , або задатися значеннями і і розрахувати коефіцієнти . За (5.1) розраховується коефіцієнт . При цьому коефіцієнти , , мають перебувати в межах 0,1... 10,0, а величини - 10…50.

5.4. Зміст звіту

5.4.1. Мета і програма роботи.

5.4.2. Структурні схеми ЗП 1 і ЗП 2, а також структурні схеми їх моделей.

5.4.3. Розрахунок параметрів моделей.

5.4.4. Графіки задаючих впливів і ЗП 1 і ЗП 2.

Date: 2015-12-12; view: 408; Нарушение авторских прав