Файл: Теория автоматического регулирования и управления учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.10.2024
Просмотров: 57
Скачиваний: 0
- 199
Приложение 2
ОПРЩЙЫШ АФЧХ ПО ЭНСПЕГИЛЕКТАЛЬНО СНЯТЫМ h({)
|
|
ХчРАКШИСТШШ |
|
Приводятся |
два способа нахождения L [ h ( f ) l |
для вы |
|
ражения |
(9-15) |
по экспериментально снятии к(х) |
характери |
стикам. |
|
|
|
1-й |
способ |
|
|
Экспериментально определенную переходную характера - отику Н(4) аппроксимируют ступенчатой характеристикой с интервалом аппроксимации ^ (рис. ПН-1).
Рис. П2 - I
Тогда к ( { ) представляется в виде
Щ |
(t-fy |
+клХЦ{-5г) *... (пы-i) |
Это |
означает, что k ( i ) |
приоликенно заменяется суммой |
переходных функций звена с запаздыванием, которые отличаются
между |
соб |
и временем |
запаздывания 'ТУ |
и коэффициентом уси |
ления |
А |
. сообщая |
г.нрчжоиие (Лк-1), |
получаем, что |
о |
|
|
|
|
- 2 0 0 -
hWaZUbft-it) '
<--/ ‘ ' *
где i - дискретные моменты времени..
Так как у звена с запаздыванием
У ( р ) ~ к е ^ ,
то соглзсно (9-15)
L [ h ( i) j |
^ |
р |
t |
8 |
|
' |
|
W W |
* £ ^ e y" i r |
|
, |
(П2-2)
(П2-3)
(П2-4)
№ - 5,
что и требовалось доказать.
Точность этого |
способа невелика. При уменьшении ин - |
|
тервала |
времени |
точность возрастает. |
2-й |
способ |
|
Экспериментально оцределепную переходную характеристи ку щ аппроксимируют отрезками секущих (рис. П2-2).
|
- го! |
- |
|
Тогда, согласно |
(9-15) |
|
|
L [ k ( i ) ] * % + |
e |
t'f + < * ~ p l e -V t |
|
f & A 0 d e < > P + . . . , |
(Д2-6) |
• ГД8 oCi коэффициенты иаклс ;a секущих.
Согласно (П2-6) экспериментально определенная характе ристика h (i) приближенно заменяется суммой переходных ха рактеристик интегрирующих звеньев, которые по отношению к входному сигналу отличаются ме*ду собой временем запазды вания.
Обобщая выражение (П2-6) получаем, что
Согласно (9-15) после дифференцирования (П2-7) получа ем выражение передаточной функции
Ц р ) ~ j f a + L fan , - < i ) e |
(П2-8) |
или выражение комплексного коэффициента передачи
(П2-9)
Точность второго способа намного выше первого, так как
при интегрировании учитывается почти вся заштрихованная площадь (рис. H2-I),
/
|
|
Приложение |
3 |
|
ОПИСАНИЙ НАБОРА.'оРНОЙ УСТАНОВКИ |
|
|
|
РАБОТЫ № |
9 |
|
|
В лабораторной работе используется промышленная установ |
||
ка - |
шит управления 4У-12, который предназначен для непрерыв |
||
ного |
измерения, записи и регулирования температуры в печах |
||
сопротивления.ЩУ-12 включает |
в себя следующие элементы |
(рис. |
|
П 3 |
- I ) |
|
|
Рис. П 3 |
- I . |
I- Электронный, автоматический, самопишущий и регулирующий потенциометр ЭПД-12-1.
2. Станцию управления типа СУ-2А на 75 а, 500в~2.
3. Универсальный переключатель УП-5П2/с71-3.
4. Термопару, соответствующую градуировке ЭПД-12 или ра диационный пирометр - 4.
• Нагревательный элемент в термоизоляционной оболочке для
имитации печи сопротивления - 5 ' является регулируемым объектом.
OilЖАНЯЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
Лабораторная установка является нелинейной системой ав - томатического регулирования и включает в себя следующие соста вные части, изображенные на функционально»! схеме (рис. 113 -2)
1)модель электрической печи сопротивлений - I;
2)электронный автоматический потенциометр - 2;
3) |
электрический |
позиционный регулятор |
- 3; |
А) |
промежуточное |
реле - А. |
|
|
I устано&ка[ |
уи^спытапиикнойкоца| \ЭПД-12. |
||
|
I раб.тот | |
Р** тенператури |
|
|
Я |
I |
L |
Т a f r w |
|
- Г1 1 |
|
1 |
1 |
|
о |
термо ___ 1 |
|
||
эдс |
|
источник! |
||
|
I |
|
питания | |
|
|
1_ |
|
* U |
I |
|
|
|
1 _ |
J |
Рис. П 3 - 2.
В основу работы электронного автоматического потенциомет ра положен компенсационный метод измерения напряжения.
Измерительная компенсационно-мостовая схема электронного автоматического потенциометра выполняет две функции:
а) измеряет температуру методом автоматической компенса ции термо ЭДС термопары;
б) полуавтоматически устанавливает рабочий ток компен - сационно-мостовой схемы, т .е . дает возможность периодически устренять неточности, которые вызываеюгся изменением ЭДС сухо
го элемента- В электрическом позиционном регуляторе используются ре
лейные элементы, контакты которых замыкаются и размыкаются (приводятся в действие) выступами вращающихоя дисков. Контак-
- 204 -
ты позиционного регулятора, а также и остальные исполнительные злененты, имеющие релейные характеристики, придают система не линейный характер.
ОПИСАНИЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
На принципиальной элекгрокинематической схеме (рис. П 5 -3) введены следующие обозначения элементов измерительной схе
мы:
R - реохорд;
RH - сопротивление, с помощью которого задается начало шкалы прибора;
Rni - переменное сопротивление, служащее для под гонки начала шкалы при градуировке;
Rn - сопротивление, служащее для изменения пре - дела измерения;
Rn i~ переменное сопротивление, служащее для под гонки предела измерения;
Rg. - балластное сопротивление;
Rn - компенсационное сопротивление, служащее для автоматической компенсации температуры сво бодных концов термопары;
/?л - сопротивление, служащее для установки рабо чего тока;
£- источник питания измерительного моста (су - хой элемент ЗС-Л-ЗО);
Rj, - сопротивление, шунтирующее усилитель при пе реключении с "измерения" на "компенсацию";
cv и # ф - емкость и сопротивление |
фильтра, |
служащего |
||||
для снижения уровня |
помех, наводимых на |
из |
||||
мерительную схему; |
|
|
|
|
|
|
$о " сопротивление, служащее |
для |
перевода |
стрелки |
|||
прибора на нулевую отметку, установления ре |
||||||
гулирующего органа в отключенное положение |
||||||
при обрыве цепи термопары; |
|
* |
|
|
||
£ц - Нормальный элемент. |
|
|
|
|
|
|
Основным элементом охзмы является измерительный мост. |
В |
|||||
трех плечах моста включены сопротивления |
/?«, RM |
, R K |
, |
а |
||
четвертое плечо представляет собой калиброванный реохорд R |
с |
|||||
последовательно включенным балластным сопротивлением |
R&- . |
|
К точкам моста С и Д подключай источник напряжения К последовательно с регулируемым сопротивлением Rp , используейш для полуавтоматической установки рабочего тока. К точкам А и В подключен последовательно с термопарой ТП преобразова - тельный элемент (нуль-индикатор).
Преобразовательны й элемент содерж ит:
I) преобразовательный каскад усилителя (вибрационный пре образователь и входной трансформатор);
2' усилитель напряжения; 3) усилитель мощности.
Принцип действия автоматического измерительного моста.
С появлением ЗДС на термопаре равновесие моста нарушает ся, преобразовательный элемент (нуль-индикатор) получает сиг нал. Постоянное напряжение преобразуется, усиливается и пода ется на реверсивный двигатель типа РД-09.
Ось двигателя ГД-09 (исполнительного механизма) через ре дуктор связана с подвижным контактом реохорда R р , приводя - щим измерительную схему прибора в равновесие.
При понижении температуры (ЗДС термопары) реверсивный дви гатель перемещает подвижный контакт в противоположном направле нии.
На ось реохорда насажена стрелка автоматического потенцио метра ЗПД, которая показывает на шкале прибора текущее значение
температуры. Кроме |
того, на |
бумаге |
стандартной дисковой диаг |
- |
раммы ведется автоматическая |
запись |
температуры. Диаграмма |
при |
|
помощи синхронного |
двигателя |
вращается с постоянной скоростью, |
в результате чего на ней получается изображение изменения темпе ратуры во времени.
Принцип работы |
полуавтоматической |
схемы установки рабочего |
|||||
тока. |
Эталоном для установки |
рабочего |
тока |
является |
нормальный |
||
элемент |
Е н . |
Для |
включения |
Ен необходимо |
нажать |
кнопку уста |
|
новки рабочего |
тока |
"ПК". При этом сопротивление R2 |
шунтирует |
вход преобразовательного каскада усилителя. Токи сухого элемента Б и нормального элемента Е н направлены навстречу друг другу. Падения напряжений, вызванные токами, сравниваются на сопротивле нии RK . В случае равенства напряжений ток в цепи преобразова - тельного каскада будет отсутствовать. Дели напряжения будут от - личаться, то в преобразовательном каскаде появится ток и, следо вательно, реверсивный двигатель получит сигнал, переместит кон - такт реостата Rp и этим установит рабочий ток.