Порядок выполнения работы

1. Снимите переходную характеристику колебаний нефтеденсиметра в цилиндре с дизельным топливом. Для этого утопите его до дна (исходное равновесное положение) и запишите при этом показания шкалы У₀ в размерностях нефтеденсиметра. Дайте возможность нефтеденсиметру свободно всплыть и зафиксируйте показания шкалы Уа₁ Ум, Уа₂ (рис. 1).

При необходимости процесс погружения нефтеденсиметра до дна повторить многократно.

После затухания колебаний запишите показания шкалы в новом равновесном положении Ууст.

2. С помощью секундомера определите период колебаний нефтеденсиметра τ.

3. По полученным данным постройте график переходно­го процесса.

4. Вычислите коэффициент статической характеристики

где В — величина ступенчатого воздействия, численно равная силе тя­жести, необходимой для утопления нефтеденсиметра в положение Уо.

Для вычисления В необходимо замерить в сантиметрах Ууст — Уо, определить объем при диаметре штока 0,6 см и умножить на плотность топлива (показания шкалы Ууст).

5. Определите частоту собственных колебаний

и логарифмический декремент затухания колебаний

χ=ln(a₁-a₂)

где а₁ а₂ — амплитуды колебаний нефтеденситметра относительно его конечного установившегося значения, отстоящие друг от друга на время равное периоду колебаний (см. рис. I).

Далее вычислите коэффициент затухания

параметр затухания

и, наконец, постоянную времени

6. Запишите дифференциальное уравнение и передаточ­ную функцию данного звена с цифровыми коэффициентами.

Отчет о работе должен содержать графики переходного процесса и амплитудной частотной характеристики с необ­ходимыми вычислениями и пояснениями.

Лабораторная работа 4 изучение свойств интегрирующего звена

Цель работы — экспериментально получить переходный процесс звена, по которому определить динамические харак­теристики.

Существует ряд звеньев, в которых выходная величина пропорциональна или равна интегралу по времени от вход­ной величины. Такие звенья называют интегрирующими.

Интегрирующим звеном может быть приближенно описан и гидравлический усилитель. Перемещение поршня золот­ника Хвх приводит к изменению притока и слива жидкости в рабочем цилиндре и соответственно к перемещению рабо­чего поршня Хвых относительно начального положения Х₀.

Дифференциальное уравнение звена имеет вид

рХвых (t) = КХвх (t).

Коэффициент К называется коэффициентом усиления ин­тегрирующего звена. Передаточная функция

,

где T= - постоянная времени эвена.

Лабораторная установка, моделирующая интегрирующее звено, представляет собой следующее. Электродвигатель трехфазного тока вращает рабочие шестерни гидронасоса. Масло из бака установки под давлением поступает по трубо­проводу в распределитель золотникового типа. Управление золотником осуществляется с помощью маховика. Цена де­ления углового перемещения маховичка на лимбе 0,02мм. Ли­нейное перемещение штока гидроцилиндра измеряется в мм.

Порядок выполнения работы

1. Снимите переходный процесс звена. Для этого необ­ходимо включить электродвигатель, маховиком выбрать зону нечувствительности и выключить рубильник. Дайте прира­щение входной величине (повернуть маховичок на некото­рую величину φ = 50 — 80 делений лимба за пределами зоны нечувствительности механизма). Одновременно с секундоме­ром включите рубильник и зафиксируйте время полного втя­гивания штока гидроцилиндра, а по линейке — величину полного хода штока. По абсциссе отложите время полного втягивания штока гидроцилиндра, по ординате — величину полного хода штока в мм. Полученную точку соедините с началом координат (считаем переходный процесс линейным). На графике укажите зону насыщения.

2. По переходному процессу определите коэффициент уси­ления из выражения

где h — полное перемещение штока, мм; t — время этого перемеще­ния, с; 0,02 — цена деления лимба, мм; φ — величина поворота махович­ка в делениях лимба.

3. Определите данные для построения графика скорости перемещения штока в функции угла поворота маховичка. Для этого необходимо найти зону нечувствительности меха- низма, выбрать ее и выключить рубильник. Установить шка- лу лимба на нуль. Повернуть маховичок на 10 делений, включить рубильник одновременно с секундомером. Опреде- лить время начала втягивания штока на участке 40—45 мм.

Выключите рубильник. Дождитесь возвращения пружи­ной штока в исходное положение (при необходимости потя­ните за шток). Дайте новое приращение входной величине (нарастающим итогом поверните маховичок на 10 делений). Одновременно с секундомером включите рубильник и за­фиксируйте новое время втягивания штока на участ­ке 40—45 мм и т. д. Эти операции повторять до установив­шейся скорости втягивания штока.

Отчет о работе должен содержать графики Xвx = f₁(t), Хвых = f₂(t), А(ω), φ(ω), W(ω), dh/dt = f₃(φ).