![]()
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Лабораторная работа №6
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ
Лабораторная работа №6 По дисциплине: «Моделирование систем и процессов» На тему: «ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙННОЙ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА» Выполнил: Студент группы АК 3-1
Проверил: профессор Глухов В. В.
2012 год
Цель работы: Исследование устойчивости и точности работы САР частоты вращения двигателя постоянного тока независимого возбуждения при наличии управляющего и возмущающего воздействия, а также при введения дополнительных связей по производной и интегралу от сигнала ошибки регулирования. Лабораторное задание: 1. Снять статические характеристики САР двигателя постоянного тока (зависимость частоты вращения двигателя n от момента нагрузки А) в разомкнутой системе; Б) в замкнутой системе с регулированием по отклонению; В) в замкнутой системе с регулированием по отклонению и возмущающему воздействию. 2. Определить коэффициенты передачи отдельных звеньев САР при работе системы по отклонению и статизм САР при работе систему по отклонению, а также по отклонению и производной. 3. Определить критические значения коэффициента усиления разомкнутой системы 4. Построить амплитудно-фазовые частотные характеристики с коэффициентом усиления 5. Снять переходные процессы изменения частоты вращения двигателя n во времени в разомкнутой и замкнутой системе с воздействием по отклонению м с дополнительными воздействиями по производной и интегралу от сигнала ошибки. 6. По полученным переходным процессам определить основные показатели качества САО (время регулирования, перерегулирования и частоту колебаний). Рис. 1 Принципиальная схема лабораторной установки Состав лабораторной установки: - Двигатель (ДВ) постоянного тока – объект управления; -Тахогенератор (ТГ), механически связанный с валом двигателя и предназначенный для выработки сигнала отрицательной обратной связи, пропорционального частоте вращения двигателя; -Задающий потенциометр - Усилитель по напряжению (У) и электромашинный усилитель (ЭМУ). - Генератор (ГЕН), механически связанный с двигателем и предназначенный для создания возмущающего воздействия в виде момента нагрузки
Определение передаточных звеньев САР. Таблица 1.
Определение передаточного коэффициента датчика: Рис. 2 Статическая характеристика датчика
Определение передаточного коэффициента усилителя: Рис. 3 Статическая характеристика усилителя
Определение передаточного коэффициента электромашинного усилителя: Рис. 4 Статическая характеристика электромашинного усилителя
Определение передаточного коэффициента двигателя: Рис. 5 Статическая характеристика двигателя
Определение передаточного коэффициента тахогенератора: Рис. 6 Статическая характеристика тахогенератора
Определение передаточного коэффициента всей системы: Статизм системы: Чтобы уменьшить статизм системы необходимо увеличение коэффициента усиления разомкнутой системы К. Однако, неограниченно увеличивать К нельзя, т. к. это может привести к потере устойчивости САР.
Определение влияния возмущающего воздействия на систему прямого регулирования и на систему с обратной связью.
Таблица 2
Определение ошибки прямого регулирования при подключении компенсационной связи с возмущающим воздействием и без него:
Рис. 7 Статические характеристики прямого регулирования и с компенсационной связью
Определение ошибки прямого регулирования при подключении обратной связи:
Таблица 3
Рис. 8 Статические характеристики прямого регулирования и с обратной связью
Определение Таблица 4
Рис. 9 Статическая характеристика магнитного усилителя для определения
Сравним
Построение переходного процесса методом трапеций. Для последовательного соединения звеньев общая передаточная функция разомкнутой системы имеет вид:
Где Передаточная функция замкнутой системы:
Где
Переписываем передаточную функцию в частотном виде:
Отсюда:
Тогда вещественная частотная характеристика имеет вид:
Рис. 10 Вещественная характеристика Рис. 10 Трапецеидальные частотные характеристики. 1. Вычисляем для каждой из трапеций наклон: 1-я трапеция: 2-я трапеция: 3-я трапеция: 2. В зависимости от 3. По вычисленному 4. Полученные значения 5. Откладываем по оси t значения 6. Складывая ординаты этих кривых с учетом их знака, получим искомый переходный процесс x(t).
Таблица 5. Результаты вычислений для первой трапеции:
Таблица 6. Результаты вычислений для второй трапеции:
Таблица 7. Результаты вычислений для третьей трапеции:
Рис. 11 Переходный процесс замкнутой системы. Вывод: По графикам статических характеристик: прямого регулирования, с обратной связью и при подключении компенсационной связи, нашли ошибку системы и установили, что при применении обратной связи точность системы автоматического регулирования повышается. Статизм системы можно уменьшить с помощью увеличения коэффициента усиления, но неограниченное увеличение приводит к потере устойчивости. Качество системы характеризуется следующими параметрами:
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|