3 Методичні вказівки щодо виконання окремих розділів роботи
3.1 Принцип дії системи автоматичного керування та опис
властивостей елементів системи
У роботі досліджують замкнуті САК з принципом реґулювання за відхиленням.
Принципи побудови різних САК, а також функціональне призначення окремих елементів наведені в роботах [2, с. 29-32, 35-36]; [4, с. 15-16, 73]; [3, с. 54-55, 143, 129-131, 179]; [5, с. 164-166], [6, с. 23-30].
У роботі з даного пункту необхідно подати:
– спрощену принципову схему САК;
– короткий опис принципу дії системи й призначення елементів, що входять до її складу;
– опис і позначення на схемі фізичних величин, які є для кожного елемента вхідним впливом і вихідним сиґналом.
3.2 Функціональна схема системи
Функціональну схему системи складають за принциповою схемою, що наведена у завданні. Елементи на функціональній схемі подають з точки зору їх функціонального призначення й розміщують у тій послідовності, в якій вони працюють у реальній системі. Кожен елемент на цій схемі зображують прямокутником, у якому записують його скорочену назву, а зв’язки між окремими елементами – стрілками, що показують напрям проходження сиґналів від одного елемента до іншого. Біля кожного зв’язку позначають фізичну величину, що характеризує вплив.
Наприклад, для слідкуючої системи із сельсинним вимірювальним пристроєм (рис. Б.2) функціональну схему наведено на рис. 1.1.
3.3 Визначення рівнянь динаміки та передавальних функцій
елементів системи
Рівняння динаміки описують фізичні процеси в системах за будь-яких вхідних впливів, що змінюються з часом. Ці рівняння є диференціальними, інтегрально-диференціальними або різницевими. Рівняння динаміки пов’язують між собою вхідні й вихідні величини, їх похідні та інтеграли.
Складання рівнянь можна починати з будь-якого елемента САК, при цьому необхідно вхідну величину одного елемента позначати так само, як вихідну величину попереднього елемента.
У рівняннях вихідну величину та її похідні записують у лівій частині, а вхідну величину та її похідні – у правій.
Виведення рівнянь динаміки окремих елементів САК надано в роботах [2, с. 54-60]; [4, с. 73-77]; [3, с. 179]; [5, с. 164-166], [6, с.141-148].
За отриманими рівняннями елементів САК визначають їх передавальні функції за Лапласом W(s), роблять висновок щодо виду типової динамічної ланки, якою описується кожен елемент системи.
У результаті виконання даного пункту роботи необхідно відобразити такі питання:
– обґрунтоване виведення рівнянь динаміки усіх елементів системи; при цьому необхідно вказати припущення, за яких отримані ці рівняння;
– визначення передавальних функцій усіх елементів системи, а також пояснення, якими типовими динамічними ланками описуються ці елементи;
– диференціальні рівняння і передавальні функції елементів системи з урахуванням числових значень параметрів, що задані в таблицях початкових даних.
Складання структурної схеми системи
Структурна схема САК є графічним зображенням математичної моделі системи і відображає її динамічні властивості.
Структурна схема може бути отримана за функціональною схемою, якщо в прямокутниках замість скороченої назви окремих елементів записати їх передавальні функції, рівняння динаміки, навести залежності вихідних параметрів від часу або деякі інші.
Структурну схему, що відповідає функціональній схемі (рис. 1.1) наведено на рис. 1.2.
У даній схемі сельсинний вимірювальний пристрій СД-СТ, фазовий детектор ФД подані пропорційними ланками, редуктор РЕД – інтегруючою ланкою, електромашинний підсилювач ЕМП – аперіодичною ланкою, двигун постійного струму ДПС НЗ – коливальною ланкою.
Робота з даного пункту містить структурну схему замкнутої системи і пояснення, якими типовими динамічними ланками описуються елементи САК.