6.3. Правила оформления контрольной работы

Все без исключения переменные, используемые при выполне­нии задач; должны быть пояснены. При пояснении переменных, имеющих размерность токов и напряжений, в трёхфазных и шестифазных схемах обязательно указывать: фазная это переменная или линейная. В любых схемах обязательно указывать значение этих переменных: мгновенное, действующее, среднее, амплитудное.

Графики и временные диаграммы токов и напряжений необхо­димо строить в абсолютных единицах, в масштабе и с указанием по координатным осям конкретных численных значений переменных, соответствующих варианту. Все временные диаграммы то­ков и напряжений должны располагаться одна под другой с общим началом отсчета времени (текущего угла). При выполнении задачи 2 возможно изображение графиков и временных диаграмм без конкретных числовых значений по координатным осям.

При выполнении расчетов сначала приводится расчетная формула в буквенных выражениях, затем в нее подставляются численные значения переменных, причем в порядке, соответствующем их расположению в буквенной формуле, далее приводится результат расчета.

Не разрешается выполнение вариантов контрольной работы, не соответствующих номеру зачетной книжки.

7. Лабораторные работы

7.1. Изучение схем и характеристик интегрирующего задатчика интенсивности

Цель работы: с использованием цифровых моделей изучить работу различных схем задатчиков интенсивности для систем автоматики и методику расчета параметров их элементов, необходимых для формирования заданных характеристик задатчиков.

Описание схем исследуемых задатчиков и варианты заданий

Задатчики интенсивности - это командные элементы устройств автоматики. Наиболее распространены интегрирующие задатчики интенсивности. В таких задатчиках в переходных режимах скорость изменения сигнала на выходе заранее задана и не зависит от скорости изменения сигнала на входе, а в установившемся режиме сигнал на выходе равен сигналу на входе. Графики изменений входных и выходных величин интегрирующего задатчика интенсивности, поясняющие принцип его работы, приведены на рис. 7.1. Задача интегрирующего задатчика интенсивности - формирование плавного изменения задающего сигнала при переходе от одного его уровня к другому, а именно создание линейно нарастающего и спадающего сигнала с требуемым темпом.

Схемные реализации таких задатчиков могут быть различными. Варианты схем задатчиков рассмотрены в /1, 7/.

В настоящее время наиболее распространены аналоговые задатчики интенсивности, выполненные на основе операционных усилителей. Структурная схема такого задатчика приведена на рис. 7.2.

Все операционные усилители включены по инвертирующей схеме. Усилитель А1 работает без обратной связи, поэтому его коэффициент усиления очень большой. Для ограничения максимального значения выходного напряжения усилителя u₁ на уровне u_1max предусмотрен блок ограничения БО.

В самом простом случае данный блок может представлять цепочку из двух встречно-последовательно включенных стабилитронов. В такой схеме включения усилитель имеет прямоугольные статическую характеристику u₁=f(u_вх1) и переходную характеристику u₁(t)=h(t), где u₁, - выходное напряжение усилителя; u_вх1 - напряжение на входе усилителя; t-текущее время.

Статическая характеристика описывается соотношениями

u₁ = -u_1max при u_вх1 > 0 и u₁ = u_1max при u_вх1 < 0.

Усилитель А2 работает интегратором с постоянным темпом интегрирования

, (7.1)

где u₂ - выходное напряжение усилителя; u_вых - выходное напряжение задатчика интенсивности.

Темп интегрирования можно регулировать, изменяя произведение R3*C1, или изменяя напряжение u_1max.

Усилитель А3 формирует напряжение отрицательной обратной связи

.

При подаче на вход задатчика задающего напряжения u_вх выходное напряжение линейно растет в соответствии с выражением (7.1). Как только напряжение отрицательной обратной связи u_ос = K_{ос *} u_вых станет равным напряжению задания u_вх, интегрирование прекращается. Соответственно прекращается и рост выходного напряжения. Если коэффициент обратной связи К_ос = 1, то после прекращения интегрирования u_вых= u_вх и далее остается неизменным.

Принципиально статический коэффициент усиления задатчика интенсивности может быть любым, однако обычно его делают единичным. Это обеспечивается единичной обратной связью, реализуемой с помощью усилителя А3.

Значение напряжения u_1max выбирается произвольным, лежащим в пределах (0,2 - 0,8)U_п, где U_п - напряжение питания операционных усилителей.

Если задана скорость изменения выходного напряжения v=du_вых/dt, то может быть найдено произведение

.

Задавшись значением одного из элементов (сопротивления или емкости), из последнего выражения можно определить значение другого элемента.

Значения других сопротивлений могут быть произвольными, но R1 должно быть равно R2, а R3 должно быть равно R4.

Варианты задания к лабораторной работе приведены в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Номер варианта	v, В/с	Uп, В
1	5	12
2	7	15
3	20	12
4	3,5	15