- •Автоматизация технологических
- •Энергетических процессов
- •Лабораторная работа №1 исследование цикловых систем программного управления роботами
- •1. Техническая характеристика эцпу-6030
- •2. Устройство и работа основных составных частей
- •3. Порядок программирования и система команд устройства
- •4. Программа выполнения работы
- •5. Содержание отчета по лабораторной работе
- •6. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2 настройка режимов аварийно-предупредительной сигнализации термоконтроллера love
- •1. Устройство и основы работы с термоконтроллером love
- •2. Настройка режимов работы апс термоконтроллера love
- •Служебное меню
- •Вторичное меню
- •Служебное меню
- •3. Задания к лабораторной работе
- •4. Содержание отчета по лабораторной работе
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3 настройка режимов регулирования термоконтроллера love
- •1. ПриНцип действия и характеристики регуляторов
- •2. Настройка режимов регулирования термоконтроллерА love
- •Служебное меню
- •Вторичное меню
- •3. Задания к лабораторной работе
- •4. Содержание отчета по лабораторной работе
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №4 исследование системы автоматического управления с двухпозиционным регулятором
- •1. Состав и характеристика элементов лабораторной установки
- •2. Определение динамических характеристик
- •3. Исследование переходных процессов в двухпозиционной
- •4. Индивидуальные задания к лабораторной работе
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5 исследование нелинейной сар уровня с использованием двухпозиционного регулятора гистерезисного типа
- •1. Изучение устройства и назначения прибора овен сау-м6
- •2. Изучение двухпозиционной сар уровня жидкости с определением ее динамических характеристик
- •3. Программа самоподготовки, работы в лаборатории и обработки результатов эксперимента
- •4. Содержание отчета по лабораторной работе
- •5. Контрольные вопросы
- •Литература
- •Автоматизация технологических
- •ЭНеРгетических процессов
2. Определение динамических характеристик
ТЕПЛОВОГО ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ
2.1. Экспериментальная часть
Снимаются характеристики переходных процессов нагрева и охлаждения при активных термопарах без гильзы и с гильзой.
Для сокращения времени эксперимента в периоды нагрева и охлаждения через равные промежутки времени снимают показания с двух термопар, переключаемых тумблером SA2.
При снятии переходного процесса нагрева необходимо:
1). Выключить питание стенда. Открыть стеклянную дверцу прибора КСП и, нажав расположенную в низу прибора пластину, выкатить механизм прибора.
2). Ослабить стопорные винты зеленой и красной стрелок верхней шкалы, установить зеленую стрелку на отметке 0,8 mV шкалы, а красную – в правом конце (более mV). Зеленую стрелку застопорить.
3). Задвинуть механизм прибора и закрыть дверцу.
4). Включить питание стенда, выключить вентилятор (ключ тумблера SA4 вверху), выбрать безинерционную термопару R2to (ключ тумблера SA2 внизу), включить КСП (ключ тумблера SA1 внизу).
5). Установить с помощью резистора R5 ток в нагревателе R4 равным значению, указанном в таблице 4.4, мА и с этого момента, для которого принять время t=0, снимать показания с нижней шкалы прибора через каждые 0,5 минут. После съема значения э.д.с. для безинерционной термопары (би), переключиться на термопару в гильзе (г), снять показания и снова переключиться на безинерционную термопару.
Таблица 4.2 - Опыт определения динамических характеристик ОУ.
№ точки, i |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
… |
… |
… |
… |
n |
Время t, мин |
0 |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
… |
… |
… |
… |
0,5n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С целью минимизации погрешностей опыта, показания нужно снимать за минимально возможное время.Опыт закончить, когда на обеих термопарах э.д.с. через 1 мин. изменится менее, чем на 0,1 мВ. Считается, что установившийся процесс достигнут, и температура больше не изменяется.
Этим завершается опыт нагрева. Далее выполняется опыт охлаждения:
1). Резистором R5 снизить до нуля ток в нагревателе R4. Включить на постоянную работу вентилятор (ключ тумблера SA4 внизу).
2). Заполнить показания в таблицу 4.2. Так как установившиеся значения э.д.с. и температуры при охлаждении заранее известны и равны 0, то съем данных и заполнение таблицы можно прекратить в момент, когда э.д.с. на нижней шкале прибора опустится ниже 1 мВ.
3). Выключить стенд.
2.2. Расчетная часть
Используя данные таблиц нагрева и охлаждения, построить графики переходных процессов и рассчитать динамические характеристики объекта управления с безинерционной термопарой. Типичный вид графиков приведен на рис.4.2.
График нагрева с безинерционной термопарой аппроксимируется выражением
где ТН – постоянная времени нагрева объекта, определяемая из следующего расчета:
а). Заполнить таблицу 4.3, в которой
Таблица 4.3 – Расчет характеристик процессов.
i |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
… |
… |
… |
… |
n |
ti |
0 |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
… |
… |
… |
… |
0,5n |
Vi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б). Постоянную времени ТН определить по формуле
График охлаждения с безинерционной термопарой аппроксимируется выражением
где ТО – постоянная времени охлаждения объекта, определяемая из следующего расчета:
а). Заполнить таблицу 4.3, в которой
б). Постоянную времени ТО определить по формуле .
Дифференциальное уравнение для объекта имеет вид
где k – коэффициент передачи объекта, который определяется для режима нагрева выражениями, соответственно, при использовании безинерционной термопары и термопары в гильзе
Для режима охлаждения значение k из приведенных опытов определить невозможно, Это допустимо, так как при любом k правая часть дифференциального уравнения равна нулю из-за того, что U=0.