3.Методика экспериментального определения требуемых параметров настройки автоматических регуляторов
В рассматриваемом случае требуемый переходный процесс должен
удовлетворять следующим требованиям:
- степень затухания ψ должна быть максимальной;
- перерегулирование σ – наименьшим;
- продолжительность переходного процесса tp – минимальной.
Таким образом, задача настройки состоит в том, чтобы в заданной системе регулирования выбрать и установить такое положение иглы катаракта, которое обеспечило бы близкий к оптимальному процесс регулирования.
Для выбора оптимальных параметров настройки необходимо экспериментально получить несколько переходных процессов при различных значениях параметров настройки α, определить показатели качества для каждого из переходных процессов и построить зависимости ψ, σ, tp от α. На основании указанных зависимостей выбрать параметр α, при котором переходный процесс n(t) будет требуемым.
В качестве возмущающего воздействия в САР частоты вращения лабораторной установки можно использовать ступенчатые изменения: нагрузки ∆N , действующей на электродвигатель со стороны генератора, и заданного значения регулируемой величины - частоты вращения двигателя.
Названные воздействия можно реализовать следующим образом:
ступенчатое изменение нагрузки ∆N производится с помощью тумблера II (см.рис.3), который управляет реле, контакт 13 (см. рис.2) которого установлен в цепи генератора;
ступенчатое изменение заданной частоты вращения nзад можно выполнить размыканием системы с помощью переключателя 21 (см.рис.3, он же 20 на рис.2).
В качестве параметра настройки α, как было сказано ранее, используется положение иглы катаракта 3 (см.рис.2). Если в регуляторе имеется внешняя местная обратная связь, то ее необходимо отключить, отсоединив рычаг обратной связи от настроечной пружины. В этом случае показатели качества будут изменяться в больших пределах.
Переходный процесс в замкнутой САР - изменение регулируемой величины (частоты вращения) во времени - регистрируется с помощью электронного осциллографа либо самопишущего прибора.
Порядок выполнения работы при ступенчатом изменении нагрузки
Установить переключатель 20 (на рис. 2, он же 21 на рис.3) в положение 2 (замкнутая система). Включить установку.
Установить тумблером 27 (на рис.2, он же 27 на рис.3) заданное значение частоты вращения nзад (по указанию преподавателя).
Поставить тумблер 13 (на рис.2, он же 11 на рис.3) в положение "Вкл." (замкнуть цепь якоря генератора).
Установить тумблером 9 (см.рис.3) наибольшее значение нагрузки.
Включить регистрирующий прибор и установить требуемые масштабы для регистрации n (с помощью преподавателя) .
Завинтить иглу катаракта до упора.
Изменить тумблером II (см.рис.3) ступенчато нагрузку и зафиксировать изменение во времени частоты вращения при уменьшении (либо увеличении) нагрузки.
Повторить п.7 для нескольких положений иглы катаракта α.
Выключить установку.
Определить показатели переходных процессов и статическую ошибку. Результаты обработки записать в таблицу.
Построить зависимости tp , σ , ψ от α .
Порядок выполнения работы при ступенчатом изменении заданной частоты вращения
Установить переключатель 20 ( на рис. 2 , он же 21 на рис. 3) в положении 2 ( замкнутая система).
Установить тумблером 27 (на рис. 2 , он же 8 на рис. 3) заданное преподавателем значение частоты вращения.
Разомкнуть переключателем 20 (на рис. 2 , он же 21 на рис. 3) систему , для этого
переключатель поставить в положение I и установить потенциометром 25 (на рис. 2 , он же 7 на рис. 3) частоту вращения n1 < n2 .
Подготовить к работе регистрирующий прибор .
Завинтить иглу катаракта до упора .
Замкнуть переключателем 20 ( на рис. 2 , он же 21 на рис. 3) систему , т. е. поставить его в положение 2 и зафиксировать с помощью регистрирующего прибора изменение частоты вращения от значения n1 до установления нового значения n2 . Зарегистрировать установившееся значения n по прибору 2 (см . рис . 3) .
Дальнейший порядок выполнения работы аналогичен порядку при ступенчатом изменении нагрузки ( см . пп . 8 – 11) .
Содержание отчета
Отчет должен содержать:
Краткое описание работы;
Порядок выполнения работы со ссылками на рис. 2;
Осциллограммы переходных процессов;
Таблицу с вычисленными показателями качества;
Графические зависимости показателей качества t p , σ , ψ от положения и глы катаракта α ;
Заключение о результатах , полученных в работе.
Контрольные работы
1. Показатели качества работы САР.
2. Методика экспериментального определения параметров настройки автоматического регулятора.
3. Устройство и работа лабораторной установки.
4. Устройство и принцип действия автоматического регулятора частоты вращения. 5. Порядок выполнения лабораторной работы.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
В о р о н о в В.Г. Теория автоматического управления. - М.: Транспорт, 1990.
Клюев А.С. Автоматическое регулирование. - М.: Энергия, 1973.
3. Ланчуковский Б. И. , К о з ь м и н ы х Л. В. Автоматизированные системы управления дизельными и газотурбинными установками. - М.: Транспорт, 1990.
4. Справочник по наладке автоматических устройств контроля и регулирования: В 2 ч. - Киев: Наукова думка, 1981. - Ч.2. 939 с
СОДЕРЖАНИЕ
Описание лабораторного стенда ……………………………………………….3
Лабораторная работа № 1. Экспериментальное построение статических характеристик элементов схемы…………………………………………………..9
Лабораторная работа № 2.Построение и экспериментальная проверка статической характеристики замкнутой системы……………………………....13
Лабораторная работа № 3.Эксерментальное определение характеристик объекта регулирования, выбор закона регулирования и расчет параметров настроек регулятора………………………………………………………………19
Лабораторная работа № 4. Исследование влияния параметров настройки регулятора на качество процесса регулирования……………………………….31
Рекомендуемая литература……………………………………………………37
План, 1995, поз.52
Леонид Иванович Бугрим
Юрий Пантелеевич Кондратенко
Леонид Анатольевич Чичкань
АВТОМАТИЗАЦИЯ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
Методические указания к лабораторным работам
Типография УГМТУ. Г. Николаева, ул.Скороходова, 5