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

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

- 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.