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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 22.10.2024

Просмотров: 59

Скачиваний: 0

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

- i8 I -

аффициента усиления г ткнутой импульсной системы необходи - но вывести систему на границу устойчивости. Для этого пред­ варительно нужно установить настолько большой коэффициент усиления, чтобы в системе возникли колебания нарастающей амплитуды. После того, как амплитуда колебаний достигнет 10 - 20 в , нужно постепенно уменьшать коэффициент усиления до тех пор, пока амплитуда колебаний не будет постоянной иди очень медленно уменьшаться. Уменьшение коэффициента усиления нужно производить с достаточной быстротой, чтобы амплитуда колебаний в системе не вышла за допустимые преде­ лы, (ЮОв).

За д а н и е

1.Включить блок питания и "тумблер 26" на машине. По­

сле прогрева

машины (20-30 мин) настроить

нули усилителей.

2. Собрать схему задания типовых возмущений (рис. 13-9).

Установить с

помощью делителя напряжение -

50 в. Проверить

работу схемы, наблюдая с помощью индикатора процессы на вы­ ходах I и 2.

3. Собрать схему моделирования импульсного элемента (рис. 13-8). Убедиться в ее работоспособности, подавая на вход типовые возмущения и наблюдая процессы на выходе с по­ мощью индикатора.

4. Собрать схему разомкнутой импульсной системы (рис.

13-10)

без

пунктирной связи

(выход усилителя У5 отключить).

Установить (в режиме "подготовка")* коэффициент усиления

усилителя

^равный 1,5 . Снять

весовую функцию раэомквуй>й

системы

(реакция системы на

(5

-функцию).

5.

По измеренным значениям

весовой

функции при t* n T

(Я = 0

, 1 , . . . ) найти, пользуясь формулой

(13-43), передаточ­

ную функцию разомкнутой импульсной системы.

6. Построить годограф частотной характеристики системы. Пользуясь критерием Найквиста, определить предельный коэффи­ циент усиления замкнутой системы.

*Тумблер "эталонное напряжение-программный рэ&им" в режиме "подготовка" должен всегда находиться в положении " эта - лонное напряжение".

о

- 182 -

7. Замкнуть систему, зарисовать форму переходного ироце 1 са .замкнутой системы на единичную ступенчатую фушши». Экс­ периментально определить предельный коэффициент усиления. Сравнить результаты.

- ш -

8. Рассчитать по формуле (13-31) оптимальный коэффици­ ент усиления, при котором переходный процесс в системе, при единичном ступенчатом возмущении заканчивается за один пери­ од работы импульсного элемента. Установить рассчитанный ко - эффяциент усиления. Зарисовать форму выходного процесса при единичном ступенчатом возмущении.

9. Собрать схему разомкнутой импульсной системы с неп­ рерывной частью типа инерционного звена (система I ) . Для этого в схеме рис. 13-10 подключить в обратную связь усили­ теля У^ параллельно емкости постоянное сопротивление I ном (постоянная времени инерционного звена при этом равна 1сек). Проделать п .п . 4-8 ( в п.4 установить коэффициент'усиления усилителя, равный 1,0 вместо 1,5, для чего использовать вход 19; в п. 8 вместо формулы (13-2а) использовать формулу (1329).

10. Собрать схему разомкнутой импульсной системы рис. I3 - II, соответствующую системе 3 (выход усилителя У ^ о* - ключить). Проделать п.п. 4-6 (в п.4 установить коэффициент усиления У^равный 1 ,0 ).

 

11.

Установить коэффициент усиления У^, равный 1,58.

Зарисовать реакцию замкнутой системы на единичное ступенча­

тое

возмущение.

 

1 2 .

‘ Рассчитать по формуле (13-39) передаточную функцию

последовательного дискретного корректирующего фильтра, обес-

печиьающего минимальную конечную длительность переходного

процесса

при К = 1,58. Составить схему моделирования, ре­

ализующую дискретный фильтр путем охвата импульсного элемен­

та

цепью

обратной связи и рассчитать ее параметры (формулы

13-42). Показать преподавателю. Включить корректирующий

фильтр и зарисовать реакцию скорректированной системы на

единичное

ступенчатое возмущение.

■

 

Л и т е р а т у р а

1. Фельдозум А.Л. и др. Теоретические основы связи и управле­ ния. :-иаматги--., 1963, етр. 367-410.

о

ПРИЛОЖЕНИЕ I

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ МОДЕЛИРУЮЩЕЙ УСТАНОВКИ 1Ш - 7

- 185 -

I . Назначение и основа,з технические характеристику

Моделирующая установка МН-7 является электронной матема­

тической машиной непрерывного действия и

предназначена

для

моделирования и исследования процессов в

системах автоматиче­

ского управления (САУ).

 

 

На данной установке могут быть исследованы процессы в САУ, которые' описываются дифференциальными уравнениями до У1 поряд­ ке включительно. Машина МН-7 позволяет исследовать как линей - ныб,тан и нелинейные САУ.

В комплект установки входят решающий блок, блоки перемно­ жения, блоки нелинейности, электронно-лучевой индикатор, блок

питания.

 

f

Все математические блоки установки построены на

базе обыч­

ного

трехкаскадного усилителя постоянного тока УПТ с

большим

коэффициентом усиления и глубокой отрицательной обратной связью. В решающий блок входит 18 УПТ, набор сопротивлений, конденсато­ ров и диодов.

Соединение усилителей и указанных элементов в необходимые для исследуемой задачи функциональные схемы производится на об­ щем коммутационном поле машины с помощью соединительных прово - дов.

На моделирующей установке можно получать разнообразные схе­ мы и выполнять следующие операции:

1. Суммирование необходимого числа входных величия, задан­ ных в виде напряжений постоянного тока. На выходе суммирующих усилителей получается сумма в виде напряжения, изменяющегося в пределах от -100в до +100в. Коэффициенты усиления по каждому входу могут плавно изменяться либо от 0 до I , либо от 0 до 10. Всего в модели предусмотрено 64 входа, из них 60 с активными

сопротивлениями и 4 с* емкостными.

2. Интегрирование (при одновременном суммировании несколь­ ких величин). Постоянную времени интегрирующего усилителя мож­ но устанавливать плавно в пределах времени ’от 0,01 до I сек.

 

 

 

- 166 -

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание начальных условий в электромодели может производить­

 

ся в диапазоне + 100 в.

 

 

 

 

 

 

 

 

Результат

интегрирования на

выходе усилителя получается

 

в виде напряжения, изменяющегося

в пределах

от

-100

в

до

 

+ 100 в.

В модели можно иметь одновременно

до шести

интегри-

-

руюцих усилителей.

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

Моделирование типовых нелинейных зависимостей, в

1

чающ хся

в регуляторах и регулируемых

системах. Это - люфт,

..

ограничения, зона нечувствительности,

сухое

трение и т.п .

В

 

МН-7 предусмотрено 8 типовых диодных ячеек и 8 потенциометри­

 

ческих схем, задавших напряжение необходимого знака и величи­

 

ны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Управление моделирующей установкой сосредоточено на пане­

 

ли управления решающего блока и включает следующие операции:

 

а)

РУЧНУЮ установку нулей в УНТ

постоянного

тока;

 

 

б)

задание

исследуемой системе

начальных условий и по -

 

стоянных возмущений;

 

 

 

 

 

 

 

 

в) пуск, фиксацию решения, возврат схемы в исходное поло­

 

жение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Электронно-лучевой индикатор включается

и останавливает­

 

ся синхронно с машиной.

 

 

 

 

 

 

 

 

Регистрация отдельных' измеряемых

величин

может осуществ­

 

ляться также.с помощью стрелочных приборов модели.

 

 

 

Полное питание установки осуществляется от электронно-

 

стабилизированного выпрямителя

, который на

выходе

имеет

че­

 

тыре стабилизированных напряжения

постоянного

тока (+350в,

 

 

-190в, +100в и -350в) и напряжения переменного тока для пита -

 

ния накалов ламп усилителей (6,3в). Напряжение

-100 в получя -

 

етоя на

выходе

усилителя 18.

 

 

 

 

 

 

 

2. Коммутационное поле МН-7

Не рис.Н - I представлен вид коммутационного поля модели

vсо стороны гравировки. На коммутационном пола выполняется ряд операций, а именно:

а) коммутация функциональных блоков; б) коммутация функциональных блоков между собой (набор

задачи).

Кроме того, на коммутационном поле производится установка значений коэффициентов.

-IB? -

К. коммутационном поле приведено изображение ( в виде треугольника) 16 рабочих усилителей. Усилители 1-4 и 9-12 предназначены для суммирующих блоков. Вход каждого такого ' усилителя выведен на 6 соединенных между собой клемм. Усили­ тели 5-8 и 15-16 в основном используются как интегрирующие. Эти усилители могут также выполнять суммирование входных ве­ личин. Переключение их с одного режима на другой достигает - ся с помощью тумблера в обратной связи усилителя. Вход каж -

доге из интегрирующих усилителей выведен на 5 соединенных между собой клеммы. 18-й усилитель используется как инвер - тор для получения напряжения - 100 в. 17-й усилитель исполь­ зуется в качестве источника эталонного напряжения. Во вход - ной цепи этого усилителя установлен потенциометр. Перед вхо­ дами усилителей располагается ряд сопротивлений. Общее ко - личество входных сопротивлений 60, из них 24переменных и 56 - постоянных. Кроме того, на коммутационном поле имеются емкости.

Переменные входные сопротивления построены из элементов,

включенных по схеме

рис.Ш -2,

где Rf - переменное сопротив­

ление, a Ra - сопротивление

номиналом 910 ком или 91 ком.

Потенциометром

можно устанавливать постоянные коэффициен­

ты в пределах от 0

до I и от

0 до 10.

Рис.П1-2

Соединение входов и выходов схем функциональных блоков при наборе задачи производится в левой части коммутационного поля, выделенной прямоугольной гравировкой. Построение этой части коммутационного поля выполнено следующим образом. В центре размещены 64 клеммы, которые соединены с сопротивлени­ ями входов усилителей; этв группа клемм обведена прямоугольной гравировкой о надписью "входы".

В средней рамке с гравировкой "выходы" раэмещены клеммы, являющиеся выходами 16 рабочих усилителей..Для удобства ком -

- 188 -

мутации выход каждого усилитзлн повторен четыре раза. Кроме выходов усилителей здесь де ..омещены дополнительные клеимы, на которые подано напряжение + 100 в. Вс внешней ранке раз - чещены 16 клемм внешней аппаратуры. Эти клеммы могут быть использованы для связи с внешней аппаратурой. Кроме того , здесь же установлены клеммы I PQ - Д PQ, соединенные с пере­ ключающимися контактами реле 10, которые могут быть исиоль - зов-ны для различных программных переключений. Предусмотре - 'ны также 6 групп обезличенных, соединенных между собой клемм.

3.

Управление

установкой

А. Установка нуля

усилителя

Тумблер "Установка нули -

работа" устанавливаете!, в по­

ложение "Установка нуля". В результате срабатывает реле Р, с помощью контактов которого в цепь обратной связи усилителя подключается сопротивление К = 2 мом и отключается вход усилителя (си. рис.ПГ-З иГП-4). С помощью потенциометров, ус­ тановленных перед вторыми каскадами усилителей, добиваются установки нуля на выходе усилителей. Для этого выход настра - иваемого усилителя подают на стрелочный прибор. Настройку нуля следует производить на шкале сначала 2,5 в, а затем 0,1в Конструктивно эти потенциометры расположены на передней пане­

ли машины, слева

(рис.Л1-5),

Положение других тумблеров при этом безразлично.

Б.

Режим подготовки

В этом режиме производится установка значений постоянных

коэффициентов в усилителях, а также постоянных времени в ин - тегрирующих усилителях. Для этого тумблеры должны находиться: тумблер "Установка нуля-работа" - в положении "работа"; тумб­

лер "Подготовка-работа" в положении

"Подготовка", а тумблеры

в обратных связях интегрирующих усилителей

-

в положении 1 мом

При этом срабатывают реле Рт и Р .

Реле

Р

своими контакта­

ми подключает входные цепи к-входам

усилителей, а реле Р j

отключает выход усилителя от его выходных клемм. На вход уси­ лителя подается сигнал и измеряется напряжение на его выходе с помощью вольтметра на передней панели машины. С помощью по­ тенциометров, включенных во входные цепи усилителей, устанав­ ливают необходимые коэффициенты передачи как для суммирующих, так и для интегрирующих усилителей.

Смотрите также файлы