5.3. Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с устройством лабораторной установки и ее структурными элементами:

• генератором прямоугольных импульсов;

• блоком ТЗ;

• осциллографом,

а также с основными правилами и приемами работы на них.

2. Задаваясь основными параметрами ТЗ САР (R = 680…700 Ом, С = 200 мкФ и L = 4,6 · 10^-7 Гн) и используя выражения для передаточных функций звеньев, расчетным путем определить коэффициенты дифференциальных уравнений и составить самим дифференциальные уравнения ТЗ, используя следующие соотношения:

• усилительное (пропорциональное) звено:

W(p) = K , К = R₂ / (R₁ + R₂);

• апериодическое звено:

W(p) = K / (1 + T p), K = R₂ / (R₁ + R₂), T = C [R₁R₂ / (R₁ + R₂)];

• колебательное звено:

W(p) = K / (T₀²p² + Tp + 1) или W(p) = К / (Т₀²р² + 2Т? + 1), К = 1,

Т₀ = vLC , Т = RC , ξ = R · (vL / C) / 2;

• дифференцирующее реальное звено:

W(p) = K · Tp / (Tp + 1), К = 1, Т = RC;

• реальное дифференцирующее звено со статизмом:

W(p) = K (T₁p + 1) / T₂ p + 1, К = R₂ / (R₁ + R₂), Т₁ = R₁ · C₁, Т₂ = К · Т₁.

При составлении дифференциального уравнения звена для представленного типа ТЗ следует помнить, что W(p) = U_вых / U_вх.

3. Применяя основные формулы, представленные в разделе "Типовые звенья систем автоматического регулирования, их статические и динамические характеристики" (часть 2 методических указаний), и подставляя в них полученные в п. 2 параметры ТЗ, записать уравнения переходной функции для исследуемых звеньев.

4. По полученным в п. 3 формулам построить расчетным способом графические зависимости переходных функций h = h(t) для изучаемых ТЗ.

5. Включить и прогреть в течение 5…10 мин лабораторную установку, произвести ее настройку. При этом в схему должно включаться одно из исследуемых ТЗ.

6. Подать рабочее напряжение на звено (не более 5 В), получить изображение переходной функции (переходного процесса) на экране осциллографа и визуально (по форме процесса) сравнить его с полученной в п. 4 расчетной графической зависимостью для исследуемого ТЗ.

7. Повторять п.п. 5 и 6 лабораторной работы для других исследуемых ТЗ. Число и тип исследуемых в работе звеньев задается преподавателем.

8. Отключить лабораторную установку.

9. Оценить полученные результаты и оформить выводы по работе.

Контрольные вопросы по работе

1. Каковы общие признаки ТЗ?

2. Привести механические аналоги исследуемых в работе электронных ТЗ.

3. Привести алгоритм составления дифференциальных уравнений звеньев.

4. Привести алгоритм составления уравнений переходных функций ТЗ.

5. Объяснить физический смысл коэффициентов дифференциальных уравнений ТЗ.

6. Объяснить при каких режимах работы ТЗ в них протекают переходные процессы.

7. Дать объяснение понятий: переходный процесс, переходная функция и переходная характеристика ТЗ.

8. Показать, как влияют параметры электронных ТЗ на характер (L, R и С) переходных процессов в них.

9. Особенности переходного процесса в колебательном ТЗ. Влияние коэффициента демпфирования на переходный процесс в этом звене.

10. Особенности переходного процесса в пропорциональном ТЗ.

11. Лабораторная установка, ее схема и способы ее упрощения.

12. Анализ функционального назначения основных элементов лабораторной установки.