Методика определения динамических коэффициентов передачи
При проведении экспериментов по определению передаточных функций электромагнитов (п.3.3) необходимо учитывать следующее:
во-первых, усилие, развиваемое электромагнитом, даже при учете абсолютной линейности характеристик магнитопровода, нелинейно (квадратично) зависит от величины протекающего по обмотке тока (приложенного напряжения);
во-вторых, характеристики магнитопровода являются существенно нелинейными как в области малых напряженностей магнитного поля, так и в области больших напряженностей.
В связи с этим, при экспериментальном определении характеристик электромагнитов обычно ставится задача определения передаточных функций электромагнита в окрестностях заранее заданной рабочей точки, соответствующей, например, рабочему току электромагнита Io
Рис 3.3 Алгоритм
Определение динамических характеристик электромагнита будет проводится следующим образом. Испытуемый электромагнит возбуждается одновременно двумя сигналами: рабочим током 1о и малым сигналом переменного тока (напряжения) с частотой, изменяемой в пределах, требуемых для измерения динамической характеристики. За сигнал возбуждения в этом случае принимается только сигнал переменного тока или напряжения, а в выходных величинах (перемещении, усилии) измеряются также только переменные составляющие. Принцип такого измерения показана на 3.4а, на рис.3.4б показано изменение модуля передаточной функции в зависимости от величины начального тока. На этом рисунке входные величины обозначены с индексом in, а выходные с индексом out. Значение динамического коэффициента передачи в точке (Х„,о, Хоию) обозначено коэффициентом а.
При организации такого эксперимента следует использовать функциональный генератор, имеющий возможность задания начального смещения выходного напряжения (п.2.6.8). Кроме того, используемые для эксперимента усилители мощности должны также являться усилителями постоянного тока
Определение передаточных функций путем подачи на вход элемента
ступенчатого сигнала
В соответствии с [8], для определения передаточных функций элемента по его переходной характеристике выбран метод аппроксимации переходной функции ступенчатой функцией с интервалом т (3.5). Такой метод естественным образом сочетается с применением аналогового-цифрового преобразования результатов измерения и при достаточно малых т обладает высокой точностью. Минимальные значения х при этом определяются практически только быстродействием АЦП и для выбранного типа контроллера С166 (С167) составляют около 10 мкс. Таким образом, представляется возможным с помощью этого метода произвести точные измерения переходной функции с характерной постоянной времени порядка единиц или десятых долей миллисекунд
Аппроксимация непрерывной функции ступенчатой функцией
Поскольку интервал между считываниями АЦП в указанном микроконтроллере можно увеличивать практически без ограничений, этот способ вполне применим для измерений характеристик элементов с постоянными времени в десятки секунд и более.
Преобразования измеренных значений переходной функции производятся далее по алгоритму (в соответствии с 3.5) следующим образом: