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
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 |
_А |
|
|||
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 |
|
|
|