Билет №1

1. Функциональная схема систем автоматического регулирования

ОС –обратная связь. Круг - суматр

С увеличением момента сопротивления на ведущем колесе снижается скорость движения машины.Человек вырабатывает воздействие скорость движения возрастает.

Любое изменение частоты вращения каленвала с помощью датчика преобразуется в пропоциональное изменение напражения.

После датчика транзисторный усилитель вход которого подключен к выходу датчика частоты вращения.

С помощью системы впрыска на выходе усилителя аналогового напряжения преобразуется в прямоугольные импульсы длительность которых пропорциональна изменению скорости автомобиля.

Элементы и узлы установленные между выходом усилителя и входом в объект регулирования носят название исполнительный орган или исполнительный элемент.

Пусть скарость уменшается , увеличивается напряжение на выходе датчика частоты вращения, увеличивается напряжение на выходе усилителя. Это приводит к увеличению длительности сформированного сигнала подоваемого на электромагнитную форсунку.

В этом случае более продолжительное время открытия форсунки, подается больше топлива, скорость восстанавливается.

2. Определение амплитудно-фазовой характеристики электрического тормоза

Берем комплексную плоскость.

амплитудно -фазовая характеристика

При ω1=0 V(ω)=0;U(ω)=1

При ω2=1/Т V(ω)=1/2;U(ω)=1/2

При ω3=2/Т V(ω)=2/5;U(ω)=1/5

Фазо-частотная характеристика

Выходное напряжение опережает входное на φ.

φ увеличивается с увеличением частоты.

φ может изменяться только до 90°

3. Электрические сигналы в датчике момента

В исходном состоянии диски на валу установлены соосно. При появлении крутящего момента вал закручивается в соотвествии со статической характеристикой упругого вола.

UR1 и UR2 напряжение соответственно на R1 и R2.

Т.к. R1 и R2 включены встречно U1-2 = UR1-UR2.

Встречное включение резисторов обеспечивает разнополярную последовательность прямоугольных импульсов.

U3 напряжение после выпрямления.

Для преобразования прямоугольных импульсов в уровень который можно измереть устанавлтваем цепь R3С1 – сглаживающая цепь.

Билет №2

1)Механическая скоростная характеристика

2. Построение графика амплитудно-частотной характеристики тормоза стенда

Передаточная функция – отношение изображения выходного напряжения дифференцирующей цепи к изображению входного напряжения при нулевых начальных условиях.

Заменим комплексный оператор P=α+-jώ на jw.

Представим выражение в виде алгебраической записи комплексного числа:

Для построения амплитудно-частотной характеристики:

Построение графика АЧХ тормоза стенда.

АЧХ – зависимость амплитуды синусоидального сигнала на выходе от частоты входного синусоидального сигнала при постоянной амплитуде входного сигнала.

С увеличением частоты синусоидального напряжения на входе амплитуда выходного колебания растет и при больших ω достигает максимальной величины.

Сохраняя входную амплитуду одинаковой но с увеличением частоты напряжения колебаний на выходе амплитуда возрастает.

Т.1 ω=0 =0

Т.2 ω=1/Т =0,7

Т.3 ω=2/Т =0,9

3. Электрические сигналы в датчике перемещения рейки ТНВД

3. билет

1 Статистические характеристики объектов регулирования

В общем случае статическая характеристика (СХ) для системы с сосредоточенными параметрами с одним входом и одним выходом представляет собой зависимость выходной переменной от значения входной переменной х в установившемся режиме и записывается в форме алгебраического уравнения

y = f{x); Xԑl, (2.1)

где X - область значений х.

Уравнение (2.1) называют уравнением статики. Для объектов с т входами статическая характеристика записывается в виде функции от нескольких входных переменных, т.е.

У = /(х_у,х₂,..., х_т).

В случае линейной системы с одним входом и одним выходом СХ (2.1) записывается как уравнение прямой линии

у = К₀ + Кх или у = Кх

здесь К₀,К - постоянные коэффициенты, коэффициент К называют передаточным коэффициентом или коэффициентом усиления.

Для линейной системы с т входами статическая характеристика имеет вид

y=K₀ + K_lXl+... + K_mXm,

а для многомерной системы с т входами и т выходами СХ записывается как система линейных уравнений:

Для объектов с распределенными параметрами статическая характеристика записывается в форме дифференциальных уравнений в частных производных, например, вида (1.6).

Звенья САУ, имеющие СХ, называют статическими звеньями, а объекты управления - объектами с самовыравниванием. Знание статической характеристики объекта управления необходимо для выбора режимов работы, определения области, в пределах которой объект можно считать линейным, расчета функций чувствительности к изменению входных переменных и т.д.

Для системы, состоящей из п последовательно соединенных линейных звеньев со статическими характеристиками

когда выход одного звена является входом другого

2 . Дифференциальное уравнение интегрирующего элемента

3. Электрические сигналы в датчике частоты вращения

Билет 4

1. Статической характеристикой датчика является зависимость изменения выходной величины от изменения входной.

U вых

Uо

Uвх

2 Схема и принцип действия дифф звена

При подаче прямоугольного импульса CR цепи, на выходе дифференцирующей цепи образуется два импульса, площадь которых определяется произведением C*R – постоянной времени дифференцирующей цепи.

3. Цифровой датчик частоты вращения

В цифровом датчике частоты вращения валов открытием или закрытием транзистора 4, управляет 2 напряжения: Ек напряжение питания подводимое проводом 11 на коллектор транзистора от мультибратора, выполненного на 2-х транзисторах, 4-х резисторах и 2-х коммутаторов. Мультибратор постоянное напряжение преобразует в импульсы. 2-ой вход транзисторного усилителя 4 тоже импульсный. В виде экспоненциальных импульсов формируемых элементами: диском с выступами и прорезями, ПИЩ, 1-ым резистором 14, дифференцирующей цепью выполненной на резисторе 15 и конденсаторе 16, импульсном диоде 17 и регистратором базы 10. На резисторе 5 цифрового датчика частоты вращения появляются короткие импульсы экспоненциального типа, число их зависит от длительности прямоугольного импульса, сформированного однокомпонентным мультибратором. В цифровом датчике имеется суммирующий электронный счётчик 18, этот элемент является непосредственным преобразователем числа коротких импульсов в цифровой код. Имеется дифференцирующие звено вход которого присоединен к выходу автоколебательного мультибратора 20,21. Выход счётчика соединен с интерфейсом 22.

Билет № 5

1.Статическая характеристика датчика момента

2.АЧХ дифференцирующего звена (RC-цепи)

RC-цепь – зависимость отношений амплитуды выхода ко входу от частоты этих колебаний при постоянной амплитуде входа.

АХЧ звена : если на выходе RC-цепочки формируется напряжение пропорциональное производной от входного напряжения , то такая цепь наз. дифференцирующей.

А ХЧ- диф.

Звена.

Фильтр высших частот. С увеличением частоты колебаний входа и выхода у RC-цепи отн. В к А увеличивается, поэтому данная RC-цепь называется фильтром выс. Частот . При больших частотах амплитуды входа и выхода практически равны.

3. Цифровой датчик крутящего момента на валах.

1.катушка индуктивности с магнитным сердечником , установленная на расст. 1 мм то диска с выступами и прорезями ( 60 выст , 60 пр.)

ЭДС на RC-цепь для усиления и выпрямления. Выпрямителем на импульсных диодах , эти импульсы пост на логич элемент «И» .логический элемент имеет входы х1 х2 и выход х3

На выходе логического элемента им сигнал в том случае если на обоих элементах им входные сигн х1 х2

Имеется катушка индуктивности 2 , дифф звено 4 6 8 с диодом 10. При нажатии на педаль здесь формируется одно изм магнит потока и поступ на ждущий мультибр, выполн на логич элементе на конденс 14 и резисторе 16.

Билет № 6

1.Схема и принцип действия датчика частоты вращения

Для дизеля

На валу соединяющим ДВС и коробку передач установлен металлический диск. Преобразователь импульсный щелевой (5) формирует прямоугольные импульсы. Затем с помощю диффиринциирующей цепи С1-R1-R2 формируются экспоненциальные импульсы (отрицательные и положительные). Затем диод VD формирует импульсы положительной полярности. Затем Катушка L и конденсатор С2 преобразуют импульсы в напряжение.

2.Переходная характеристика дифференцирующего звена

В момент времени t =0, включа.щий действие прямоугольного импульса напряжение на емкости конденсатора = 0, все наряжение к резистору.

В любой момент времени

3. датчик мощности на валах

Для датчика мощности необходимо 2 датчика: импульсный датчик момента, аналоговый датчик частоты вращения. Используется схема И на выходе которого формируется импульс длительность которого пропорциональна моменту на валу, а высота импульса пропорциональна частоте вращения вала на котором установлен датчик мощности. При сигнале RC-цепи получ импульсы на выходе формируют напряжение в виде уровня при этом уровень пропорционален механической мощности на валах=М*ю.

Датчик частоты вращения выполнен: диск 60 выступов и 60 прорезей, на ПИЩ, диференцир цепи R1, R2, C1, импульсном диоде VD1. Датчик мощности необходимо устанавливать на валах соединяющих эл. Двигатель с насосом, компрессором и др. технологическим оборудыванием затраты на эксплуатацию которого очень велики.

Билет 7

1. Схема и принцип действия датчика момент

В исходном состоянии оба диска установлены на упругом валу. При появлении крутящего момента на валу, вал закручивается в соответствии со статической характеристикой упругого вала. Т. К. оба резистора включены в схему датчика встречно, то это обеспечивает вычитание второй последовательности из первой. В результате чего формируется разнополярная последовательность прямоугольных импульсов напряжения. Для преобразования прямоугольных импульсов устанавливается интегрирующая цепь.

2 Соединение элементов в систему управления

ОС –обратная связь. ОР –объект регулирования

3 Принцип формирования цифровых сигналов

1.катушка индуктивности с магнитным сердечником, установлена на расстояние 1 мм от диска с выступами и прорезями. При прохождении выступа диска вблизи магнита катушки индуктивности изменяется магнитный поток. Т.к. Е может быть маленьким поэтому необходима дифференцирующая цепь. Выпрямитель на импульсных диодах, эти импульсы непрерывно поступают на лог элемент «И». на выходе лог элемента «И» имеется сигнал только в том случае, если на выходах обоих имеются сигналы одновременно Х1 и Х2.

2-катушка индуктивности с магнитным сердечником и диф цепью. При нажатии на педель импульс поступает на вход ждущего мультвибратора выполненного на конденсаторе 14 и на резисторе 16 подаются импульсы. На выходе появляется 1 импульс при подаче на вход так же 1 импульс. Далее Электронный суммирующий счетчик СТ 16-ти разрядный для повышения точности он преобразует последовательность импульсов в цифровой код и с помощью светоизлучающих диодов этот код может опред. Водителем

.

Билет 8

1. Схема вычитающего элемента

Круг - сумматор

Сравнивающий элемент (вычитающий) – производит вычитание из сигнала задающего воздействие сигнал который поступает по обратной связи.

Обычно рассогласование между сигналами обратной связи и сигналом управляющего воздействия очень мало, поэтому после образования Uвых стоит усилитель. Сигнал рассогласования поступает между базой и эммитором транзисторного усилителя, а Uвых на коллекторе.

2 Структурная схема двух последовательно соединенных элементов

Пусть 2 элемента W1(p) и W2(p) соединены последовательно. Определим передаточную функцию такого соединения и обозначим ее W(p). Передаточная функция W1(p) равно отношению изображения выхода первого элемента к изображению его входа.

Передаточная функция 2-го элемента равняется отношению изображения выходной координаты к изображению выходной 1-го элемента.

=W(p)

Передаточная функция двух последовательно соединенных агрегатов с передаточными функциями W1(p) и W2(p) равна произведению W1(p) *W2(p)

3. Микропроцессорная мехатронная система для управления агрегатами

Билет 9

1 Схема и принцип действия интегрирующего элемента

Интегрирующий элемент – фильтр низших частот, RC цепь, сглаживающий элемент

Диффиринциирующее уравнение интегрирующего элемента

2Виды переходных характеристик элементов системы автоматического управления

Существуют переходные характеристики: электромагнитного тормоза, дифф элемента, интегрирующего элемента, подвески.

Переходная характеристика подвески

Переходная характеристика электрического тормоза

3 Микропроцессорная схема для управления стендами