Файл: Теория автоматического регулирования и управления учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 22.10.2024

Просмотров: 54

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ЛАТВИЙСКОЙ ССР

РИЖСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ

РИГА — 1973

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО СЕРА30ВАНИН

ЛАТВИЙСКОЙ С С Р

РИ1СКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра систем автоматического управления

Т Е О Р И Я

АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ

(Учебное пособие)

Редакционно-издательский отдел РПИ Рига - 1973

УДК 62-50 (075.8) Т 338

Настоящее учебное пособие,включающее описание тринадцати лаборатории работ, охватывающих все разделы курса" Теории ав­ томатического регулирования и управления", предназначено для студентов факультетов автоматики и вычислительной техники, энергетического вечерне-заочного и частично для студентов факультетов электроэнергетического, радиотехники и связи.

Составили:

от.пр.А.Я.Клейнберг, ас с . В. А.Климавичиуо со. г ст.пр.И.А.Приедитис, доц.П.Л.Савельев

(общий редактор), ст.пр. А.К.Тарасиков.

Печатается по решению кафедры систем авто­ матического управления от 26 апреля 1973 г Протокол № 12.

©Редакционно-издательский отдел РРИ,1973 г .

т3 - 3 - 12

---------- . Д~1»

Мв!2(11)-7Э

П Р Е Д И С Л О В И Е

Описание каждой лабораторной работы, включаемой в насто­ ящее пособие, содержит теоретическое введение (позволяющее студентам, особенно вечерне-заочного отделения, экономить вре­ мя на подготовку к лабораторным работам), описание лаборатор­ ной установки, задание, контрольные вопросы и список рекомен­ дуемой литературы.

В приложениях приводятся краткие описания моделирующей установки ЫН-7 и промышленного регулятора с электронным потен­ циометром ЭИД-12.

При составлении пособия авторами частично использованы материалы, изложенные в "Руководстве к лабораторным работам по автоматическому регулированию и управлению" под общей ре - дакцией Я.Н.Осиса , "Звайгзне", Рига, 1966 и в учебном посо - бии по теории автоматического управления под общей редакцией Г.С. Хартишвили (ЫЭИ, Ы,, 1972).

Авторы приносят благодарность рецензентам - кандидату технических наук Никольскому З.А. и кандидату технических на­ ук Кристинкову Д.С. за их пенные, замечания, а также сотрудни­ кам кафедры САУ Н. Арцыбашевой, В.Волковой и А.Кузыане, при - ннвшим участие в подготовке рукописи к изданию.


ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Лабораторные работы являются одним из видов занятий,- обеспечивающих связь теории с практикой.

Их основные задачи - экспериментальное раскрытие теоре - тических положений курса, проработка и закрепление материала лекций, обучение методике экспериментирования и обработке дан­ ных эксперимента, а также их анализ и сравнение с тэоретичес - кими (расчетными) данными.

К очередному занятию студент обязан выполнить указания, связанные с подготовкой к работе, и приготовить черновик отче­ та о предстоящей работе. В нем должны быть вычерчены схемы (с указанием измерительных приборов и их номинальных данных), за­ готовлены таблицы для записи результатов измерений и приведены необходимые расчетные формулы.

Студент, допущенный к работе, должен уметь оценить резуль­ таты эксперимента, вовремя увидеть ошибку и ясно представлять себе звдачу проводимого эксперимента. Он обязан являться на ) каждое занятие в готовности к работе с черновиком отчета и к защите оформленного протокола ранее выполненной работы. Ст/ - данты, нарушающие эти положения, к выполнению новой работы не допускаются и выполняют ее вне учебного расписания на дополни - тельном занятии. Работа в лаборатории проводится согласно со­ ответствующих описаний и имеющихся в них методических ука - ьаний.

Студенты допускаются к эксперименту лишь после проверки лабораторной установки преподавателем или лаборантом. При на хождении в лаборатории и выполнении эксперимента студент дол­ жен строго придерживаться основных правил техники безопасно - ст#. Его поведение в лаборатории должно способствовать соэда ~ нию трудовой обстановки. Указания преподавателей и лаборантов подлежат неукоснительному исполнению. После окончания работы бригада студентов представляет преподавателю на визу результа­ ты экспериментов и поверочных расчетов.

- 5 -

Отчет по работе, составленный по черновику, должен со­ держать результаты проведенных опытов, необходимые расчеты и построения (графики), обоснование и анализ полученных резуль­ татов и выводы по ним. В отчете дается оценка точности измс/ - рений и сравнение полученных данных с теорией. Отчет должен быть оформлен аккуратно и грамотно, без наличия в тексте сок­ ращенных записей. Необходимые построения делаются, как прави­ ло, на миллиметровой бумаге. К чертекам и графикам даются необходимые пояснения. Применяемая терминология и обозначе­ ния должны соответствовать ГОСТам.


- 6 -

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА MlI

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ OilPEA^iSE ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ АЗТО-АТЙЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

И УПРАВЛЕНИЯ

Целью лабораторной работы яьлнетбя изучение методов оп­ ределения параметров перодаточных функций по эксперименталь­ но снятый переходным характеристикам элементов систем авто - магического регулирования и управления.

Теоретическое введение

На практике нередко встречаются элементы систем авто - магического регулирования и управления (САРУ), для которых аналитическое составление дифференциальных уравнений и пере­ даточных функций очень затруднительно. Разработан целый ряд способов определения параметров передаточных функций 1-го,

2-го и высших порядков

по экспериментально снятым кривым пе­

реходных характеристик.

С практически, достаточной точностью

параметры

элементов этими способами можно определить

для

звеньев 1-го и 2-го порядка.

При повышении порядка точность

определения

параметров

резко

снижается.

Апериодическое

зве­

но I -гб порядка описывается

дифференциальным уравнением

с

 

т е и ш

+ Хбш =HXgx

(I-I)

 

 

 

 

а передаточная функция имеет

вид

 

 

 

W W -

А

 

 

 

 

Тр *1

( 1- 2)

Из уравнения (I - I) и передаточной функции (1-2) следует, что апериодическое звено 1-го порядка определяется двумя


- 7 -

 

 

дэраметрами: коэффициентом передачи К

и постоянной

вре -

ыени Т .

 

 

Известно, что под переходной’ характеристикой h(t)

зве^

на или системы понимается реакция звена или системы на типо­ вое входное воздействие, в виде единичной ступенчатой функ - ции

Решение дифференциального уравнения ( I - I ) при типовом входном воздействии и нулевых начальных условиях представля­ ет собой переходную функцию звена

(1-4)

Коэффициент передачи К звена определяется по пере­ ходной характеристике (рис. I - I ) , т.-е.

 

 

(1-5)

'

Для определения постоянной времени’ Г

звена можно ре­

 

комендовать несколько способов.

.

____

 

bit)

h

t

о

т

Рис. I - I .

- 8 -

Первый способ.

Графическое определенна / по осциллограмме переходной характеристики с помощью касательной (рис, I - I ) .

Весьма удобно для определения Т по осциллограмме поль­ зоваться зависимостью

hz a Q632(hy - h i ) ,

( 1- 6)

где hy

при Xix • A - f ( t )

Если на начальном участке характеристики переходный про­ цесс не имеет помех и вполне определен, то касательную можно проводить в начале координат. Тогда

Ьг ~ 0,632 hy .

(I-? )

.Математическое обоснование графического способа определе­ ния Т . Из графика (рис. I - I ) следует

 

 

 

 

 

 

гг - г,

( 1- 8)

Из выражения (1 -4), с учетом (1-5) при Xgx ,*fft)

получим

 

 

 

 

 

3

 

 

h it,) -

А

е

 

( Ь 9 )

 

 

 

 

т

 

 

Приравнивая

правые

части в

 

чаем

 

,

/

 

 

 

 

 

 

: А

Н*

г

 

или

 

4

4

 

Т

J ,

 

 

t i - t j

 

 

 

 

 

 

 

hv - h t *

т

 

 

Т

'

 

Ц -ю )

Из выражения

(1-4) -

 

 

 

 

 

 

 

ht mhy ( 1 - е ~

 

(1-И)

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя (I—II ) в

(I - I0 )J

 

аем,

что

 

 

4 4

и Т

 

 

 

 

 

 

 

 

(I-I2 )

Докажем,

что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м

= 1

е

О,в32.

 

 

 

 

АС