Файл: Теория автоматического регулирования и управления учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.10.2024
Просмотров: 67
Скачиваний: 0
- 58 -
Рис. 4 - 7 .
Для расчета статической характеристики клапана (рис. 4-?) пользуются выражением
|
о„ |
r v I S ? ] , |
|
|
|
(4-22) |
|
где |
v -И р Г -б о |
й & ] |
- скорость вытекания |
жидко - |
|||
|
|
|
сти |
через клапан |
(здесь |
||
приводится идеальная формула расчета, в |
которой не |
учитыва |
|||||
ется |
сопротивление жидкости в |
кране |
!й I |
и в самом |
клапане); |
||
/?, - высота уровня жидкости в верхнем резервуаре над клапаном подачи в см;
Q = 981 см/сек^ ;
F - площадь поперечного сечения клапана в см^, через которую протекает жидкость. Эта площадь представля ет собой боковую поверхность усеченного конуса, образующая
которого перпендикулярна образующей конуса клепана, |
F |
и |
должна быть выражена через входную величину клапана |
h |
, |
т .е . |
|
|
F * f ( h ) . |
(4-23) |
|
1огда |
4 - К /0 А |
(4 |
-24) |
Чтобы скорость течения жидкости V |
через клапан |
во |
|
время опыта осталась постоянной, нельзя допускать большого понижения уровня жидкости в верхнем резервуаре, т .е . высота
hf должна быть постоянной.
При составлении дифференциальных уравнений отдельных элементов САР необходимо указать на сделанные допущения. В
-59 -
данной системе все элементы, кроме объекта регулирования( можно считать безынерционными (усилительными) звеньями, но в отчете это необходимо обосновать.
При динамическом анализе САР нелинейные уравнения эле ментов необходимо линеаризовать. После лин..аризации уравне ния записывают в операторной фо se и, принимая базовые зна чения, переходят к уравнениям в относительных единицах.
За д а н и е
1.Составить функциональную схему САР.
2.Получить у преподавателя исходные данные и настро
ить регулятор |
на |
заданный уровень HQ. |
|
|
Н я£(0р). |
3. Снять |
статическую характеристику |
системы |
|||
По полученной характеристике определить: |
а) |
наибольшую аб |
|||
солютную ошибку |
Д Н в зоне регулирования; |
б) |
относи - |
||
тельную статическую ошибку |
|
|
|
||
Снять экспериментально переходный процесс САР, гра фически определить постоянную времени системы.
5.Аналитически рассчитать и построить статические ха рактеристики отдельных элементов.
6.По расчетным статическим характеристикам графическим методом определить результирующую статическую характеристику
системы и сравнить ее с экспериментальной.
?. Аналитически рассчитать статическую ошибку регулиро
вания САР в рабочей точке (а). |
|
|
|
8. |
Составить дифференциальные |
уравнения^ отдельных |
эле - |
ментов |
системы, выражая их входные |
и выходные величины |
в от |
носительных единицах и записать их в операторной форме.
9.Написать дифференциальное уравнение сиетемы.-
10.Составить структурные схемы элементов и системы.
11.Определить передаточные функции элементов разомкну - той и замкнутой систем.
12.Объяснить физический смысл постоянной времени объек та регулирования и системы и сравнить расчетную постоянную
- ьо -
времени о экспериментальной. 13, Сделать заключение.
Контрольные вопросы
1.Расскажите о порядке составления дифференциальных урав нений элементов САР.
2. Приведите правила преобразования структурных схем САР.
3.Объясните . порядок получения статической характеристи ки системы по известным статическим характеристикам его элементов.
А. Как по передаточной функции определить статическую ошиб ку регулирования системы?
5.Применение разложения в степенной ряд Тейлора при линеари зации.
6. Определение эквивалентных передаточных функций соединений элементов:
а) последовательного; б) с обратной связью.
7. Выразите входные и выходные величины дифференциальных/ уравнений в относительных единицах.
Ли т е р а т у р а
I..Иващенко Н.И. Автоматическое регулирование, ыашгиз, IS62,
стр. 235-240, 267-272, 320-325', 445-446.
2. Красовский А.А., Поспелов Г.С. Основы автоматики и техни ческой кибернетики. М., Госзнергоиздат, 1962, стр. 27-40, 60-63, X74-I77.
- 61 -
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Ш5
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХдРАХГЕРИСТИК СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕШаРОйАНйЯ НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА
Целью лабораторной работы является изучение принципа действия угольного регулятора напряжения, эксперименталь - ное исследование статических характеристик объекта регули рования, элементов регулятора и системы автоматического ре
гулирования в целом. |
|
|
Лабораторная установка позволяет ознакомить студентов |
||
■с методами исследования систем |
автоматического регулирова |
|
ния в |
статическом режиме по экспериментально снятым стати - |
|
о ческим |
характеристикам элементов |
системы. |
|
Теоретическое |
• |
|
введение |
|
|
' Принцип действия угольного регулятора |
|
Принцип действия угольного регулятора основан на измене нии сопротивления угольного столба ( включенного в цепь обмот ки возбуждения генератора) в зависимости от изменения тока электромагнита. Покажем это на примере принципиальной электри
ческой |
схемы |
рис. 5-1 |
и кинематической схемы угольного регу |
|
лятора |
(рис. |
5-2). |
режиме ( IH = C onst ) все координаты |
|
В |
установившемся |
|||
системы (т .е . |
входные |
и выходные величины элементов) |
имеют ус |
|
тановившиеся |
значения. При этом силы, действующие на |
якорь |
||
электромагнита, находятся в равновесии. Следовательно,
F пр = F ЭЛ + F ОТ |
(5-1) |
- 62
Рис, 5 - 1 ,
Ka схеме рис. 5-1 обозначено:
Г - генератор - объект управления, ЗМ - электромагнит - чувствительный (измерительный) элемент,
Ry - задающий элемент,
RCt “ сопротивление угольного столба, Тос - стабилизирующий трансформатор -
элемент гибкой обратной связи, Йи - сопротивление нагрузки, СО - скорость вращения нала якоря ге
нератора..
Установившийся зазор " & " обусловливает сопротивление угольного столба, обеспечивающее величину тока обмотки воз - буадения генератора, соответствующую установившемуся напря - жению генератора при данном токе нагрузке.
При изменении тока нагрузки (например,увеличении) напряже
ние генератора понижается. Следовательно, |
ток электромагнита |
||
и сила электромагнита |
соответственно |
уменьшатся. Это приводит |
|
к нарушению равенства |
(5-1). Эазор " |
d |
« увеличивается, |
якорь сжимает шайбы угольного столба, уменьшая его сопротивле
ние. Ток возбуждения генератора .увеличивается и восстанавлива ет напряжение генератора.
63 -
На схеме рис. 5-2 обозначено:
1 - обмотка электромагнита,
2 - сердечник электромагнита,
3 - пружина якоря,
k - якорь электромагнита, 5 - угольный столб.
Одновременно с изменением тока возбуждения изменяется ток первичной обмотки стабилизирующего трансформатора. Это вы зывает наведение э .д .с . во вторичной обмотке, включенной в цепь последовательно с электромагнитом. Включение произведено таким образом, что наведенная э .д .с . действует против измене ния тока электромагнита, препятствуя быстрому его изменению.
Это обеспечивает более плавный переходной процесс в цепи элект ромагнита, и , следовательно, в системе. В этом состоит стаби лизирующее действие трансформатора в переходном режиме.
По окончании переходного процесса все координаты системы снова принимают установившиеся значения. Но равны ли новые ус тановившиеся значения исходным? Ответить на этот вопрос можно, . рассмотрев принцип действия системы, обращая внимание не на взаимодействие элементов, а на изменение соответствующих коор динат, направленных на стабилизацию выходной координаты систе мы. Рассмотрим изменение напряжения генератора. Ранее установле
но,что при увеличении тока нагрузки генератора,как сказано выие,~ в первый момент напряжение генератора понижается.Действие регул