Осциллограф

Осциллограф предназначен для наблюдения за изменением скорости двигателя в процессе работы исследуемых систем управления.

Развертка осциллографа включается в режиме <РАБОТА>. В нижней части экрана осциллографа наносятся отметки времени. Интервал между отметками равен 1 секунде. Интервал между отметками зависит от типа компьютера и может быть иным. С помощью временных отметок можно определить время переходного процесса.

Режимы:

- ИСХОДНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ

- РАБОТА

- УСТАНОВКА ПАРАМЕТРОВ

Индикатор режимов расположен в левом верхнем углу экрана дисплея.

Переход из режима <ИСХОДНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ> в режим <РАБОТА> и обратно осуществляется нажатием клавиши ↑

Режим < РАБОТА >

В режиме < РАБОТА > выполняется исследование систем автоматического управления.

Режим < ИСХОДНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ (ИСХ.П.)>

Режим < Исходное положение > предназначен для установки величины задающего напряжения Uз.

Напряжение Uз устанавливается нажатием клавиш 1 и 2. Нажатием на клавиши 3 и 4 можно установить величину момента сопротивления на валу двигателя. Из режима <Исходное положение> можно перейти в режим < Установка параметров > нажатием клавиши →.

Режим < УСТАНОВКА ПАРАМЕТРОВ >

Этот режим предназначен для установки параметров управляющего устройства (параметров операционного усилителя).

При исследовании разомкнутой системы управления скоростью двигателя нажатием на клавишу 1 можно установить коэффициент усиления усилителя Ку в пределах от 1 до 10. Начальное значение Ку равно единице.

В системе управления по возмущению, напряжение, пропорциональное моменту сопротивления, суммируется с задающим напряжением.

При исследовании такой системы клавишей 1 устанавливается коэффициент усиления усилителя Ку в пределах от 1 до 10. Нажатием на клавишу 2 устанавливается коэффициент связи по возмущающему воздействию (моменту сопротивления) Км в пределах от 0.1 до 0.5.

Начальные значения: Ку=1; Км=0.1.

В замкнутой системе автоматического регулирования напряжение, пропорциональное выходной величине (скорости двигателя), вычитается из задающего напряжения.

При исследовании замкнутой системы клавишей 1 устанавливается коэффициент усиления усилителя Ку в пределах от 1 до 10.

Нажатием на клавишу 3 устанавливается коэффициент обратной связи по скорости К_С в пределах от 0.1 до 0.5.

Начальные значения: Ку=1; Кс=0.1.

При исследовании комбинированной системы автоматического регулирования скорости двигателя клавишей 1 устанавливается коэффициент усиления усилителя Ку в пределах от 1 до 10.

Нажатием на клавишу 2 устанавливается коэффициент связи по возмущающему воздействию (моменту сопротивления) Км в пределах от 0.01 до 0.05.

Нажатием на клавишу 3 устанавливается коэффициент обратной связи по скорости Кс в пределах от 0.1 до 0.5.

Начальные значения: Ку=1; Кс=0.1; Км=0.01.

Порядок выполнения работы

1. Исследование разомкнутой системы.

══════════════════════════════════════════════

1.1.Установить Ку=1, Uз=8.8 В, М=0 НМ.

Перейти в режим <РАБОТА> и наблюдать процесс разгона двигателя при моменте сопротивления равном нулю, т.е. на холостом ходу. Зарисовать кривую изменения скорости двигателя. По окончании переходного процесса записать значение установившейся скорости.

Нажимая на клавишу < 3 >, установить величину момента сопротивления равной 80 НМ

После окончания переходного процесса записать новое значение скорости.

Вычислить уменьшение скорости, вызванное увеличением момента от 0 до 80 НМ.

1.2. Установить Ку=5, Uз=1.8 В, М=0 НМ.

Повторить процесс разгона двигателя, определить значение установившейся скорости, а затем изменить момент сопротивления от 0 до 100 НМ. Записать значения установившейся скорости при М=0 НМ и при М=100 НМ. Вычислить уменьшение скорости.

1.3. Установить Ку=10, Uз=0.8 В, М=0 НМ. Повторить исследование по п. 1.2., изменив момент сопротивления до 70 НМ.

По результатам исследований построить нагрузочные характеристики разомкнутой системы.

2. Исследование системы управления по возмущению.

═════════════════════════════════════════════

Выполнить исследования аналогично исследованиям разомкнутой системы управления для следующих случаев:

а) Ку=1, Км=0.1, Uз=8.8 В;

б) Ку=1, Км=0.3, Uз=8.8 В;

в) Ку=1, Км=0.5, Uз=8.8 В;

г) Ку=2, Км=0.1, Uз=4.4 В.

Зарисовать кривую изменения скорости двигателя для п. в).

По результатам исследований построить нагрузочнные характеристики системы управления по возмущению.

3. Исследование замкнутой системы автоматического регулирования.

═════════════════════════════════════════════

Выполнить исследования аналогично исследованиям разомкнутой системы управления для следующих случаев:

а) Ку=1, Кс=0.1, Uз=9.8 В;

б) Ку=2, Кс=0.2, Uз=6.4 В;

в) Ку=5, Кс=0.3, Uз=4.8 В;

г) Ку=10, Кс=0.5, Uз=6.0 В.

Зарисовать кривую изменения скорости двигателя по п. г).

По результатам исследований построить нагрузочные характеристики замкнутой системы автоматического регулирования.

4.Исследование комбинированной системы автоматического регулирования

═════════════════════════════════════════════

Выполнить исследования аналогично п. 3 для следующих случаев:

а) Ку=1, Кс=0.1, Км=0.01, Uз=9.8 В;

б) Ку=1, Кс=0.1, Км=0.05, Uз=9.8 В;

в) Ку=5, Кс=0.3, Км=0.01, Uз=4.8 В;

г) Ку=5, Кс=0.3, Км=0.05, Uз=4.8 В.

Зарисовать кривую изменения скорости двигателя по п. в).

По результатам исследований построить нагрузочные характеристики комбинированной системы автоматического регулирования.

Сформулировать выводы о достоинствах и недостатках исследованных систем управления.

Требования к отчёту

Отчёт по лабораторной работе должен содержать:

• схему компьютерной модели лабораторного стенда

• структурные схемы исследованных систем управления

• графики переходных процессов разгона двигателя

• нагрузочные характеристики

Вопросы для самоконтроля

• Недостаток разомкнутой системы регулирования по возмущению

• Как влияет величина коэффициента К_М на наклон нагрузочных характеристик системы регулирования по возмущению?

• Преимущества комбинированной системы автоматического управления

• Какая из исследованных систем обеспечивает наименьшее время регулирования?