Степени открытия регулирующего органа и вентилей (для всех пк)

№ опыта	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Хр,(μ)%	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Хпр,(μ)%	0
G1, кг/с
H1, мм
G2, кг/с
H2, мм
G3, кг/с
H3, мм

В отчете по заданию 2 приводятся: 1) график расходной характеристики регулирующего органа (3.10);

2) статические характеристики отдельных ёмкостей (3.11) на одном графике; 3) зависимости (3.12) на одном графике; 4) статические характеристики (3.13) на одном графике.

Задание 3. Аналитический расчёт динамики объекта

1.Определить коэффициенты К₁, К₂, К₃ линеаризованных дифференциальных уравнений ёмкостей в окрестности номинального режима Н_10, Н_20, Н₃₀ (принимаются равными примерно 500 мм). Для этого провести касательные к статическим характеристикам Н₁=f(µ), Н₂= f(Н₁), Н₃= f(Н₂) в точках Н_10, Н_20, Н₃₀ и определить коэффициенты К₁, К₂, К₃ как тангенсы угла наклона касательных

2.Аналогичным образом по статическим характеристикам Н₁=f(G₁), Н₂= f(G₂), Н₃= f(G₃) определить коэффициенты и по формуле (3.7) рассчитать постоянные времени Т_1, Т_2, Т_3. Считать, что

3.Записать передаточные функции по каналу регулирования для первой ёмкости и для систем, состоящих из 2-х и 3-х последовательно включённых ёмкостей.

4.Воспользовавшись решениями дифференциальных уравнений (3.8), (3.9), рассчитать и построить переходные процессы 1-о и 2-х ёмкостных объектов по каналу регулирования.

Таблица 5

Коэффициенты усиления и постоянные времени объекта

№ п/п	К		Т
1
2
3

В отчете по заданию 3 приводятся: 1) числовые значения коэффициентов К₁, К₂, К₃ и постоянных вре-

мени Т_1, Т_2, Т₃ (табл. 5);

2) результаты расчета переходных процессов 1-о и 2-х ёмкостных объектов по каналу регулирования (табл. 4 на листе 2 файла TAU.xls);

3) переходные процессы 1-о и 2-х ёмкостных объектов по каналу регулирования на одном графике.

Задание 4. Экспериментальное определение переходных характеристик объекта

1. Запустить в работу последовательно ВП модель объекта, импульсный ПИД-регулятор, ШИМ и сервомотор.

2. На панели настроек ВП модели объекта указать путь к файлу записи значений уровней воды в ёмкостях

C:\Lab2 Zad4\h_20%.txt (для Windows)

C: Lab2 Zad4: h_20% Text file (для Mac OS).

3. Используя БРУ выставить степень открытия регулирующего органа равной X_р=50%.

4. Дождаться установившегося состояния (уровни воды в ёмкостях практически постоянны).

5. Включить запись в файл с интервалом, равным 1 с.

6. Используя БРУ нанести ступенчатое возмущение регулирующим органом на Δµ= -20% с 50% до 30%.

7. Дождаться установившегося режима. Выключить запись в файл. Сохранить изображение графика переходного процесса¹.

5.Дождаться установившегося режима. Выключить запись в файл.

6.Указать новый путь к файлу:

C:\Lab2_Zad4\H1,H2,H3_40%.txt (для Windows)

C: Lab2_Zad4:H1,H2,H3_40% Text file (для MacOS).

7. Включить запись в файл. Нанести ступенчатое возмущение регулирующим органом на Δµ=40% с 30% до 70%.

8. Затем выключить ВП модель объекта. После появления информационного табло подтвердите выключение ПИД-регулятора, ШИМ и сервомотора.

9.Выполнить нормализацию кривых разгона. Для этого из текущих значений уровней необходимо вычесть установившиеся значения, предшествующие подаче ступенчатых возмущений,

10.Не выключая ВП, сохранить фотографическое изображение графиков средствами LabVIEW в файл. Для этого отредактировать диапазоны представления уровней воды и времени таким образом, чтобы графики занимали большую часть площади экранов. Например, для первой ёмкости выбрать 0 … 500 мм, второй – 0 … 400 мм, третьей – 0 … 300 мм, интервал времени 0 … 2000 с.

Затем направить курсор на поле любого из графиков, «щёлкнуть» правой кнопкой «мыши», выбрать опцию «Export Simplified Image …», «щёлкнуть» левой кнопкой и в появившемся окне выбрать опцию «Save to file». Выбрать местонахождение папки, ввести имя файла и подтвердить запись изображения графиков кнопкой ОК. Выключить ВП.

10.Открыть файл, соответствующий Δµ=20%. Удалить данные из начала файла, которые соответствуют µ=50%. Сохранить файл.

11.Открыть файл, соответствующий Δµ=40%. Удалить данные из начала файла, которые соответствуют µ=30%. Сохранить файл.

12.Выполнить нормализацию кривых разгона при помощи ВП с одноимённым названием. ВП из записанных в файлы значений уровней вычитает установившиеся значения, предшествующие подаче ступенчатых возмущений,

и затем рассчитывает относительные значения переходных характеристик по формулам

Полученные нормализованные значения сохранить в новые файлы

C:\Lab2 Zad4\hnorm_20%.txt (для Windows)

C:\Lab2 Zad4\hnorm_40%.txt (для Windows)

или

C: Lab2 Zad4: hnorm_20% Text file (для Mac OS)

C: Lab2 Zad4: hnorm_40% Text file (для Mac OS).

10. Представить нормализованные переходные характеристики h₁^эксп(t), h₂^эксп(t) и h₃^эксп(t) в виде файла преподавателю.

В отчете по заданию 4 приводятся:

1) графики экспериментальных нормализованных переходных функций при 20% и при 40% возмущении регулирующим органом (по всем ёмкостям на одном графике);

2) графики переходных функций для первой ёмкости (расчетная и экспериментальные нормализованные при Δµ=20% и Δµ= 40%) (все три на одном графике);

3) графики переходных функций для второй емкости расчетная и экспериментальные нормализованные Δµ=20% и Δµ= 40% (все три на одном графике).

Задание 5. Экспериментальное определение импульсной переходной характеристики объекта

1. Запустить в работу последовательно ВП модель объекта, импульсный ПИД-регулятор, ШИМ и сервомотор.

2. На панели настроек ВП модели объекта указать путь к файлу записи значений уровней воды в ёмкостях

C:\Lab2 Zad4\w_70%.txt (для Windows)

C: Lab2 Zad4: w_70% Text file (для Mac OS).

3. Используя БРУ выставить степень открытия регулирующего органа равной X_р=70%.

4. Дождаться установившегося состояния (уровни воды в ёмкостях практически постоянны).

5. Включить запись в файл с интервалом, равным 1 с.

6. Используя БРУ сформировать возмущение в виде прямоугольного импульса. Для этого нанести ступенчатое возмущение регулирующим органом на Δµ= -10% с 70% до 60%. Уровни воды в ёмкостях начнут уменьшаться. Затем спустя некоторое время нанести обратное ступенчатое возмущение регулирующим органом на Δµ=10% с 60% до 70%. Формирование возмущения в виде прямоугольного импульса будет закончено.

7. Дождаться установившегося режима. Выключить запись в файл.

8. Повторить выполнение п.п. 2-7 для X_р=60% и X_р=50%.

9. Выполнить нормализацию импульсных переходных характеристик.

В отчете по заданию 5 приводятся графики:

1) экспериментальных импульсных переходных функций для первой ёмкости (нормализованные, все три на одном графике);

2) экспериментальных импульсных переходных функций для второй ёмкости (нормализованные, все три на одном графике);

3) экспериментальных импульсных переходных функций для третьей ёмкости с отображением 5-10 точек, полученных по формуле (3.10) (нормализованные, все три на одном графике).

Задание 6. Экспериментальное определение частотных характеристик объекта

1. Произвести расчет и построить график АФХ третьей емкости, рассчитанный по передаточной функции, полученной при выполнении задания 3.

2. По графику выбрать пять значений частот, для которых экспериментальным путем будут определяться амплитуда и фаза установившихся выходных колебаний.

3. Запустить в работу последовательно ВП модель объекта и генератор синусоидальных колебаний.

4. На панели настроек указать путь к файлу записи значений уровней воды в ёмкостях

C:\Lab2_Zad4\f1,f2,f3_1.txt (для Windows)

C: Lab2_Zad4: f1,f2,f3_1 Text file (для MacOS).

Выставить интервал записи данных в файл, равный 1 с.

5.Включить запись в файл. Подать синусоидальное возмущение от генератора (амплитуда входных колебаний задается преподавателем).

6. Дождаться установившегося режима. Выключить запись в файл.

7. Повторить выполнение пунктов 5,6 для всех выбранных частот.

8. Вручную или используя ВП «Нахождение гармонического колебания и определение для него амплитуды и фазы колебаний» [6], найти амплитуду и фазу установившихся выходных колебаний объекта, предварительно выделенных из полученных массивов.

В отчете по заданию 6 приводятся:

1) аналитические графики АФХ, АЧХ и ФЧХ объекта, рассчитанные по передаточным функциям, полученным при выполнении задания 3 (для всех емкостей);

2)графики АФХ, АЧХ и ФЧХ объекта, построенные по экспериментальным точкам (для третьей ёмкости, на одном графике).