Отчет о работе

Отчет о работе должен содержать наименование и цель работы, общие положения, краткое описание автоматического моста и потенциометра, рисунки 8-10, формулы (12)-(18) с пояснениями, основные определения, обработанные экспериментальные кривые, расчет параметров объекта.

Построить статическую характеристику объекта, рассчитать коэффициенты передачи для каждого скачка и средний коэффициент передачи объекта. Провести расчет динамических параметров объекта методом Орманса по кривой разгона для первого скачка напряжения, методом характерных точек для второго скачка напряжения. Для первого скачка напряжения построить расчетную кривую разгона по формуле (16).

Контрольные вопросы

1. Что такое статическая характеристика объекта?

2. Что такое динамическая характеристика объекта? Какие динамические параметры объекта вы знаете?

3. Что такое передаточная функция?

4. Что такое коэффициент передачи объекта?

5. Что такое постоянная времени объекта?

6. Каково назначение и принцип действия автоматического моста?

7. Каково назначение и принцип действия автоматического потенциометра?

8. В комплекте с какими датчиками работают автоматический мост и потенциометр для измерения температуры?

Таблица 1. Значения e^-t/T

t/T	0.25	0.5	0.75	1	1.25	1.5	1.75	2	2.25	2.5	2.75	3
e-t/T	0.78	0.61	0.47	0.37	0.29	0.22	0.17	0.13	0.1	0.08	0.06	0.05

Лабораторная работа №4 изучение релейной двухпозиционной автоматической системы регулирования (аср) температуры

Цель работы: Ознакомление с релейной двухпозиционной автоматической системой регулирования (АСР) температуры и экспериментальное определение параметров автоколебаний регулируемой величины.

Общие положения

При автоматизации производственных процессов широко применяются релейные двухпозиционные автоматические системы регулирования. Эти системы отличаются простотой исполнения и эксплуатации, малой стоимостью и высокой надежностью в работе. Особенно широко они применяются для регулирования температуры, уровня, давления.

Автоматическая система регулирования – это динамическая система, в которой производится непрерывное измерение рассогласования (ошибки – Δ) между заданным и текущим значениями регулируемой величины, и в зависимости от сигнала рассогласования на выходе регулятора вырабатывается управляющее воздействие, стремящееся свести ошибку к нулю:

Бывают непрерывные (линейные) и релейные (нелинейные) АСР. В непрерывных АСР регулирование осуществляется по линейному непрерывному закону, а переходной процесс на выходе системы непрерывный апериодический или колебательный.

Релейные АСР являются нелинейными системами, так как содержат нелинейный элемент – релейный регулятор. На выходе релейной системы устанавливаются автоколебания регулируемой величины около заданного значения.

На рисунке 13а показана структурная схема двухпозиционной АСР температуры. АСР содержит два основных элемента: нелинейный элемент –релейный регулятор РР и линейную часть (объект управления) с передаточной функцией W_лч(р).

На вход релейного регулятора поступает сигнал рассогласования (ошибка) ∆ – разница между задаваемым θ₁ и текущим θ₂ значением регулируемой величины (здесь температура): ∆=θ₁-θ₂. Регулятор вырабатывает регулирующее воздействие на объект регулирования U (напряжение на электронагревателе).

Релейный регулятор РР включает в себя реле, усилитель и исполнительное устройство, например магнитный пускатель или электромагнитный клапан. Существует много разновидностей релейных элементов, отличающиеся друг от друга статической характеристикой. В данной работе рассматривается реальное двухпозиционное реле с зоной неоднозначности. Статическая характеристика этого реле приведена на рисунке 13б. 2b – зона неоднозначности реле.

При изменении величины и знака сигнала рассогласования ∆ на вход объекта управления подается одно из двух значений напряжения: 0 или U_max, вследствие чего в системе устанавливаются автоколебания регулируемой величины θ₂. Переходные процессы на выходе релейного регулятора и объекта управления изображены на рисунке 13в.

Качество регулирования в релейной АСР характеризуется параметрами автоколебаний: двойной амплитудой 2∆θ₂ и периодом Т_ак.

В свою очередь , где Т_в – период времени, когда U=U_max; Т_о – период времени, когда U=0 В.

Линейную часть системы представляет собой объект управления с датчиком. В данной работе исследуется тепловой объект с электрообогревом воздуха, который описывается апериодическим звеном первого порядка с запаздыванием: , (19)

где k – коэффициент передачи объекта, °С/В; Т – постоянная времени объекта, с; τ – время запаздывания, с.

Для принятой модели объекта (18) известен приближенный метод расчета параметров автоколебаний 2∆θ₂ и Т_ак по известным параметрам объекта Т и τ, и заданным значениям регулятора θ₁, U_max и 2b:

1. Определяют зону регулирования: , (20)

где θ₂^max – установившаяся температура воздуха в объекте при U=U_max; θ₂^min – установившаяся температура воздуха в объекте при U=0 В.

2. Переводят заданные значения температуры воздуха θ1 и зоны неоднозначности 2b в безразмерную форму: , . (21)

3. Рассчитывают двойную амплитуду автоколебаний в безразмерной форме: . (22)

4. Переводят двойную амплитуду автоколебаний в нормальную размерность: . (23)

5. Определяют период автоколебаний: . (24)