Лекции.Орг
 

Категории:


Поездка - Медвежьегорск - Воттовара - Янгозеро: По изначальному плану мы должны были стартовать с Янгозера...


Теория отведений Эйнтховена: Сердце человека – это мощная мышца. При синхронном возбуждении волокон сердечной мышцы...


Архитектурное бюро: Доминантами формообразования служат здесь в равной мере как контекст...

Методика работы со стендом

ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

 

 

Методические указания

по выполнению лабораторных работ

на компьютерном стенде

 

 

Иркутск   2012

 

ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ. Методические указания по выполнению лабораторных работ на компьютерном стенде. Составители Н.В. Коржова, А.Г. Устьянцев. – Иркутск : ИГТУ, 2012.

 

Предлагаемые методические указания предназначены для использования при подготовке и выполнении лабораторных работ студентами машиностроительных специальностей при изучении курса «Теория автоматического управления».

Изложены необходимые теоретические основы и методика работы с компьютерным стендом. Приведены задания на лабораторные работы, охватывающие основные темы линейной теории автоматического управления: временные и частотные свойства динамических элементов, качество переходных процессов, точность и устойчивость САУ.


 

 

Требования по технике безопасности при выполнении лабораторных работ

Требования безопасности перед началом работы

Перед началом лабораторных работ необходимо:

– убедиться в том, что вычислительный комплекс включен и оператором загружено программное обеспечение;

– произвести осмотр своего рабочего места, при наличии посторонних предметов поставить в известность обслуживающий персонал.

 

Требования безопасности во время работы

В устройствах, находящихся под напряжением, категорически запрещается:

– производить профилактические работы, связанные с внешним осмотром системы электропитания;

– вынимать и вставлять блоки печатного монтажа;

– соединять и разъединять разъемы внешних устройств и внутренних соединений.

При проведении лабораторных работ необходимо:

– провести  необходимые работы согласно методическим указаниям;

– использовать дискеты только с разрешения преподавателя и обслуживающего персонала.

 

Требования безопасности по окончанию работы

После завершения работ, рабочее место предъявляется для проверки преподавателю или лаборанту.

Студентам запрещается:

– самостоятельно исправлять неисправности;

– открывать корпуса устройств;

– класть посторонние предметы на рабочие места;

– включать и выключать устройства;

– участвовать в работах, выполняемых другими бригадами;

– оставлять без надзора включенные устройства.

 


1.Общее описание компьютерного стенда для учебного моделирования САУ

 

Теоретические основы

 

Компьютерный стенд предназначен для моделирования линейных систем автоматического управления (САУ) с одним задающим и одним возмущающим воздействиями, математическая модель которых сводится к виду

        (1)

Здесь:  - время;

 - задающее воздействие;

 - возмущающее воздействие;

 - выходная величина САУ;

 - оператор дифференцирования по времени;

;

;

;

, ,  - некоторые целые, а , ,  - некоторые вещественные числа.

Уравнение (1) является линейным дифференциальным уравнением n-го порядка относительно неизвестной функции , описывающей поведение выхода САУ.

В качестве внешних воздействий -  и  используются 4 типовых сигнала:

1) ступенчатый , где , а , при , и  при ;

2) импульсный , где , а   - известная  - функция Дирака, , при , и ;

3) гармонический , где ,  - соответственно амплитуда и частота входного сигнала;

4) полиномиальный , где , ,  - некоторые постоянные.

Значения вычисленного решения  (выходной сигнал САУ) на заданном отрезке времени , значения ошибки  на этом же отрезке времени, а также значения частотных характеристик представляются на экране ПЭВМ в виде графиков и в виде таблиц.

 


Методика работы со стендом

         

Стенд позволяет моделировать процессы в линейных САУ на основе численного интегрирования дифференциальных уравнений, осуществляемого ПЭВМ. Работа со стендом организована в диалоговом режиме с использованием многоуровневых меню, окон и кнопок.

Основное меню программы динамически изменяется в зависимости от конкретного состояния стенда и содержит все допустимые операции с ним.

Пункты меню появляющиеся при запуске программы:

 «Информация» – используется для получения информации о стенде и ознакомления с методикой работы с ним;

«Лабораторная работа» – используется для выбора лабораторной работы;

«Выход» – позволяет закончить работу со стендом.

При выборе любой из представленных лабораторных работ в основном меню появляются новые пункты:

«Задание» - содержит задание на конкретную лабораторную работу;

«Воздействия» – позволяет выбрать требуемое задающее или возмущающее воздействие и задать их тип и параметры;

«Моделирование» - позволяет задать или изменить интервал времени моделирования и запустить стенд;

«Возврат» - позволяет вернуться из текущего окна в предшествующее ему окно.

Панель инструментов полностью дублирует все пункты меню и позволяет быстро вызывать нужные операции.

Чтобы изменить значения параметров передаточной функции в одном из блоков схемы, достаточно щелкнуть на нём мышью и в открывшемся окне изменить необходимые параметры.

 

Для моделирования конкретной схемы САУ, указанной в задании, необходимо осуществить следующие действия:

1. Задать нужные значения параметров для отдельных блоков схемы, определив тем самым подлежащую изучению конкретную схему САУ.

2. Выбрать требуемые типы входных воздействий и задать их параметры.

3. Задать время моделирования и запустить стенд.

В процессе моделирования на дисплей ПЭВМ отображается в виде графика ход выполнения расчетов и описывающая его таблица. Если выбрано малое время моделирования (переходный процесс не был завершен), то нажав на кнопку «Возврат», или выбрав одноименный пункт в основном меню, увеличивают время моделирования и снова запускают стенд.

По завершению счета, в зависимости от задания, на экране ПЭВМ будут отображены: слева – соответствующим цветом графики нижеперечисленных сигналов

- выходной сигнал - синим цветом;

- ошибка воспроизведения  - красным цветом;

- амплитудная частотная характеристика  - оранжевым цветом;

- фазовая частотная характеристика  - зеленым цветом,

а справа­ – таблица их значений.

Для построения временных характеристик необходимо выполнить следующие действия:

1) собрать требуемую схему САУ;

2) выбрать входное воздействие единичным ступенчатым, если требуется построить переходную характеристику, или единичным импульсным (т.е. -функцией), если требуется построить импульсную переходную (весовую) характеристику;

3) запустить стенд и, выбрав в качестве отображаемого сигнала выход , получить нужный график на экране и таблицу.

 

Для построения частотных характеристик необходимо выполнить следующие действия:

1) собрать требуемую схему САУ;

2) выбрать гармоническое входное воздействие типа ;

3) запустить стенд и, выбрав в качестве отображаемых сигналов частотные характеристики  и , получить нужный график и таблицу.

 

После выполнения каждой лабораторной работы студент должен представить отчет по работе.

 

Содержание отчета.

1. Цель работы.

2. Структурная схема САУ.

3. Описание хода эксперимента.

4. Результаты измерений и графики.

5. Анализ результатов и выводы.

6. Аналитический расчет характеристик, указанных в лабораторной работе.


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
 | Задания для лабораторных работ

Дата добавления: 2018-10-15; просмотров: 66 | Нарушение авторских прав


Рекомендуемый контект:


Поиск на сайте:


© 2015-2019 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.007 с.