Лабораторная работа № 4

«ИССЛЕДОВАНИЕ СЛЕДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ»

Цель работы - изучение и исследование следящей системы угла поворота

Общие сведения

Модель лабораторного стенда (рис.1) содержит:

- следящую систему;

- осциллограф.

- вольтметр, измеряющий напряжение на якоре двигателя постоянного тока.

Рис. 6. Модель лабораторного стенда следящей системы

Следящая система содержит:

- задающий потенциометр ЗП и приемный потенциометр ПП;

- усилитель сигнала рассогласования;

- управляемый выпрямитель;

- двигатель постоянного тока.

Задающий и приемный потенциометры подключены к источнику стабилизированного напряжения Uo.

Поворот движка задающего потенциометра осуществляется нажатием на клавиши 1 и 2 .

Углы поворота движков потенциометров в градусах отображаются в соответствующих окошках. Задающий ЗП и приемный ПП потенциометры одинаковы.

Напряжения, снимаемые с движков задающего и приемного потенциометров, равны Uзп = Gвх*Uo/Gm, Uпп = Gвых*Uo/Gm, здесь: Gвх - угол поворота движка ЗП;

Gвых - угол поворота движка ПП.

Gm - максимальный угол поворота

. Напряжение рассогласования, поступающее на усилитель, равно:

u = Uзп - Uпп = Кп*(Gвх - Gвых), здесь: Kп = Uo/Gm - коэффициент передачи потенциометров.

ОСЦИЛЛОГРАФ

На вход осциллографа подается напряжение рассогласования u.

При наблюдении процессов в нижней части осциллографа появляются временные отметки. Расстояние между отметками соответствует интервалу времени равному 2 секундам.

Возможны два режима:

- ИСХ.П. (исходное положение);

- РАБОТА

Индикация установленного режима сопровождается надписью в левом верхнем углу экрана.

Для перехода из режима < ИСХОДНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ > в режим < РАБОТА > и обратно следует нажать клавишу ↓

Режим < ИСХ.П. >

В этом режиме следящая система не работает.

Режим служит для установки угла поворота движка задающего потенциометра.

Требуемый угол поворота устанавливается нажатием на клавиши <1> и <2>.

Развертка осциллографа выключена. Движок приемного потенциометра находится в исходном положении. Его угол поворота равен нулю.

Режим < РАБОТА >

При включении режима < РАБОТА > включается следящая система и развертка осциллографа, на экране которого отображается изменение напряжения рассогласования. В этом режиме также, как и в режиме <ИСХ.П> можно изменять угол поворота движка задающего потенциометра.

Для удобства наблюдения процесс в следящей системе останавливается, когда изображающая точка достигает правого края экрана осциллографа. Для продолжения наблюдения следует нажать клавишу 0 .

Порядок выполнения работы

1. Нарисуйте принципиальную и структурную схемы следящей системы.

2. В режиме < ИСХ.П > установите начальное значение угла поворота движка задающего потенциометра равным 60 градусов. Перейдите в режим <Работа>.

Наблюдая за работой системы, запишите максимальное значение угла поворота движка приемного потенциометра.

Зарисуйте кривую изменения напряжения рассогласования.

Определите статическую ошибку следящей системы, величину перерегулирования и время регулирования.

Зарисуйте кривую изменения напряжения рассогласования при включении следящей системы в работу.

3. Определите:

- статическую ошибку;

- перерегулирование;

- время регулирования.

4. В режиме < ИСХ.П > установите начальное значение угла поворота движка задающего потенциометра равным 90 градусов, а затем 120 градусов.

Повторите опыты по пунктам 2 и 3.

Требования к отчёту

Отчёт по лабораторной работе должен содержать:

• схему модели лабораторного стенда;

• структурную схему следящей системы;

• кривые изменения напряжения рассогласования при различных начальных значениях угла поворота задающего потенциометра

• расчеты статической ошибки, перерегулирования и времени регулирования

Вопросы для самоконтроля

• Каков принцип действия следящей системы угла поворота?

• Какой элемент в следящей системе выполняет функцию задающего устройства?

• Какую функцию в следящей системе выполняет приемный потенциометр ПП?

• Как изменится статическая ошибка при увеличении коэффициента усиления усилителя?