Лабораторная работа № 2 Исследование свойств задатчика интенсивности

Задатчик интенсивности (ЗИ), применяемый широко в современных САР электропривода, обеспечивает преобразование быстроменяющегося входного напряжения в выходное напряжение, изменяющееся с заданным темпом. Если темп изменения входного напряжения ниже, чем заданный темп изменения выходного напряжения, то выходное напряжение повторяет по форме входное напряжение.

Структурная схема задатчика интенсивности представлена на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Структурная схема ЗИ

В режиме отработки заданного темпа выходное напряжение изменяется по следующей зависимости (релейный элемент РЭ не насыщен):

U_ВЫХ(t) = .

Таким образом темп изменения выходного напряжения можно регулировать либо изменением напряжения ограничения релейного элемента РЭ  U₀, либо  постоянной интегрирования интегратора И  Т_ЗИ.

Время нарастания выходного напряжения до уровня входного можно определить

t_Н = .

Моделирование процессов в ЗИ на основе цифровой модели по программе MatLab Simulink целесообразно осуществлять методами РунгеКутта или Эйлера с постоянным шагом интегрирования, так как реализация идеального релейного элемента методами Фельдберга и КуттаМэрсона с автоматическим выбором шага интегрирования дают значительные погрешности. Рекомендуется без больших погрешностей в расчётах характеристику релейного элемента реализовать в следующем приближённом виде (рис. 2.2):

Рис. 2.2

При этом величина зоны нечувствительности в статической характеристике U  h. Здесь h  шаг интегрирования. Коэффициент усиления на линейной части характеристики

К = 200  500.

Параметры ЗИ по вариантам приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

№ вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
парам.
U0, В	10	12	14	16	15	16	17	18	10	12	11	14
ТЗИ, с	0.5	0.6	0.4	0.3	0.7	0.5	0.8	0.6	0.7	0.5	0.4	0.6

Свойства ЗИ исследуются при двух типах входных воздействий:

 ступенчатое воздействие (рис. 2.3, а);

 линейно изменяющееся напряжение (рис. 2.3, б).

а б

Рис. 2.3

Параметры входных воздействий по вариантам приведены в табл. 2.2.

Таблица 2.2

№ вар	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
парам.
U1, В	5	7	10	12	15	17	15	13	10	8	6	7
U2, В	10	15	20	25	30	35	30	25	20	15	10	13
t1, c	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.6	0.9	0.6	0.5	0.4	0.3	0.2
t2, c	1.2	2.0	3.2	3.5	4.0	5.0	3.6	2.7	2.6	1.7	1.1	1.2
t3, c	2.0	3.3	5.0	5.5	6.5	8.5	6.0	5.0	4.5	3.0	2.5	2.2

Законы изменения входного напряжения формируются в программе MatLab Simulink с помощью блока построения сигналов Signal Builder и блока одномерной матрицы Look-Up Table.

Блок одномерной матрицы Look-Up Table

С помощью блока одномерной матрицы Look-Up Table можно задать график любой математической функции, либо нелинейную характеристику (блоки ограничения, блок зоны нечувствительности и др.). Данный блок находится в библиотеке Simulink / Look-Up Table / Look-Up Table. Окно и блок одномерной матрицы приведены на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Окно свойств блока Look-Up Table

В строке Vector of input values в квадратных скобках через пробел задаются координаты необходимого графика функции по оси абсцисс. В строке Table data в квадратных скобках задаются координаты графика функции по оси ординат. Заданный график отразится на пиктограмме блока.

Например, необходимо реализовать блок ограничения с зоной нечувствительности и линейным участком (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Характеристика блока ограничения

Окно и блок одномерной матрицы с введенными координатами блока ограничения приведены на рис. 2.6.

Рис. 2.6. Окно свойств блока Look-Up Table

В отчёте по лабораторной работе необходимо представить:

1. кривые переходных процессов U_ВХ(t), U_РЭ(t), U_ВЫХ(t) при заданных для данного варианта параметрах ЗИ и двух режимах изменения входного напряжения;

2. оценку влияния на свойства ЗИ параметров U₀ и T_ЗИ;

3. анализ полученных результатов и выводы по ним.