 |
1. Скорости вращения вала двигателя
|
|
|
|
1. Скорости вращения вала двигателя
а) Статическая система
Функциональная схема указанной структуры приведена на рис. 2 Она образована последовательным соединением блоков СС, УР, Σ , УМ и Дв с нагрузкой в виде генератора, образующих прямой тракт системы. В цепь обратной связи входит ДС.
Рисунок 2
Примечание. В данной структуре, как и во всех последующих, производятся внешние соединения клемм, показанные на функциональных схемах пунктирной линией.
б) Астатическая система
Она отличается от предыдущей схемы введением в прямой тракт аналогового интегратора и приведена на рис 3.
Рисунок 3
2. Напряжение генератора
а) Статическая система
Она образована последовательным соединением блоков СС, УР, УМ, Σ и сборки Дв–Г, образующих прямой тракт системы. В качестве сигнала обратной связи здесь используется выходное напряжение генератора, подаваемое на второй вход СС. Функциональная схема указанной структуры приведена на рис. 4.
Рисунок 4
б) Астатическая система
Данная структура аналогична предыдущей и отличается лишь введением интегратора в прямой тракт системы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что Вы понимаете под функциональной схемой системы автоматического регулирования? Приведите пример.
2. Как системы автоматического регулирования классифицируются по виду задания на регулирования?
3. Какие виды регулирования Вы знаете?
4. Как системы автоматического регулирования классифицируются по характеру динамических процессов?
|
|
|
5. Что Вы понимаете под регулятором автоматической системы?
6. Как объекты управления классифицируются по степени устойчивости?
7. Что является возмущающим воздействием в системе стабилизации скорости вращения вала двигателя.
8. Что является возмущающим воздействием в системе стабилизации напряжения генератора постоянного тока.
Лабораторная работа № 1
Статические характеристики элементов линейных систем автоматического регулирования
Теоретическое введение
В общем случае линейные непрерывные системы автоматического регулирования (САР) в целом, либо каждое звено в отдельности, описываются линейными дифференциальными уравнениями произвольного порядка.
|
| Рисунок 5 |
Для звена, изображенного на рис. 5, дифференциальное уравнение имеет следующий вид:
. (1)
Данное уравнение характеризует связь между входной и выходной величинами при произвольных входных воздействиях и называется уравнением динамики.
При постоянном входном воздействии x=x0=const, после окончания переходных процессов, выходная координата также принимает постоянное значение у = у0 = const.
Режим работы звена или системы в целом, при котором все действующие сигналы не являются функциями времени, называется статическим.
Уравнение, описывающее статический или установившийся режим работы, называют уравнением статики.
Для рассматриваемого звена оно имеет вид
F(x0, y0) = 0. (2)
Статический режим работы можно описать графически с использованием статических характеристик.
Статической характеристикой звена (или системы) называют зависимость выходной величины Y от входной X в установившемся режиме. Для линейного звена эта зависимость определяется как
|
|
|
Y = K × X, (3)
где K – статический коэффициент передачи звена.
Статическая характеристика может быть построена экспериментально. Для этого на вход исследуемого звена подают ряд постоянных входных воздействий х1, х2, х3… и измеряют соответствующие выходные величины y1, y2, y3…в установившемся режиме. Процесс аппроксимации статической характеристики представлен на рис. 6.
Рисунок 6
Коэффициент передачи К определяется по статической характеристике звена как отношение приращения выходной величины Dy к приращению входной величины Dх
(4)
§ Структурная схема замкнутой статической системы стабилизации скорости вращения вала двигателя в установившемся режиме приведена на рис. 7.
Рисунок 7
Здесь: K1 – коэффициент передачи усилителя рассогласования УР;
К3 – коэффициент передачи сумматора;
К4 – коэффициент передачи усилителя мощности УМ;
K5 – коэффициент передачи двигателя по скорости;
К6 – коэффициент передачи датчика скорости ДС;
К7 – коэффициент передачи звена, учитывающего влияние момента нагрузки на изменение скорости вращения вала двигателя.
§ Если положить U0 = 0, MH = 0 и разомкнуть цепь обратной связи в точке А, то получим структурную схему разомкнутой статической системы стабилизации скорости, изображенную на рис. 8.
Рисунок 8
Подавая на вход первого звена ряд значений сигнала Uδ, на выходе разомкнутой системы будем иметь соответствующие значения сигнала uос. Таким образом, по полученным данным может быть построена статическая характеристика разомкнутой системы. Отношение изменения выходного напряжения D(Uос) к вызвавшему это изменение входному напряжению D(Uδ ) называется коэффициентом передачи разомкнутой системы Кр.
(5)
Из формулы (5) следует, что Кр является безразмерной величиной.
Величина Кр является одной из важнейших характеристик при оценке работы САР.
С другой стороны, значение Кр может быть рассчитано, как произведение коэффициентов передачи всех звеньев, входящих в контур регулирования:
|
|
|
(6)
§ Следующей исследуемой структурой является система стабилизации напряжения генератора постоянного тока. Структурная схема замкнутой статической системы регулирования приведена на рис. 9
Рисунок 9
Здесь K9 – коэффициент передачи устройства двигатель-генератор.
Структурная схема разомкнутой статической системы стабилизации напряжения генератора постоянного тока приведена на рис. 10.
Рисунок 10
Коэффициент передачи разомкнутой системы в данном случае будет равен
(7)
|
|
|
