Теоретическое введение. ФИЛИАЛ государственноГО образовательноГО учреждениЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

______________________________________________________________________________________________________________

ФИЛИАЛ государственноГО образовательноГО учреждениЯ

Высшего профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(технический университет)»

В г. Смоленске

Н.П. ПРОКУДЕНКОВ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К лабораторным работам

По курсу

«ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ»

Смоленск 2014

ОПИСАНИЕ УНИВЕРСАЛЬНОГО ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

Теоретическое введение

Лабораторный стенд предназначен для выполнения лабораторных работ по курсам ОТУ, студентами специальностей АС, ВТ, при изучении ими соответствующих дисциплин.

Универсальный лабораторный стенд позволяет выполнить цикл лабораторных работ по линейным, нелинейным и импульсным системам автоматического управления.

• В качестве объекта управления используется система «двигатель-генератор», состоящая из двух однотипных двигателей постоянного тока, валы которых жестко соединены с помощью упругого торсиона. На вал двигателя насажен фланец, имеющий двенадцать отверстий, равномерно расположенных по окружности. Для получения последовательности импульсов, период следования которых обратно пропорционален скорости вращения вала двигателя, используется оптоэлектронная пара, состоящая из излучателя (светодиода) и фотоприемника (фотодиода), расположенных на механическом узле. Наличие данного измерительного преобразователя позволяет реализовать и исследовать систему стабилизации скорости вращения вала двигателя. В этом случае регулируемой величиной является скорость вращения вала двигателя, а возмущающее воздействие (момент нагрузки Мн) задается с помощью генератора Г, причем величина его изменяется при изменении нагрузки генератора Rн.

• Следующей исследуемой структурой является система стабилизации напряжения генератора U,постоянного тока. В такой структуре двигатель Дв является приводным, а регулируемой величиной будет Uг. Возмущающим воздействием здесь является ток якоря iя, величина которого изменяется при изменении Rн.

Функциональная схема лабораторного стенда приведена на рис.1.

В состав стенда входят:

СС – схема сравнения; Г – генератор;

УР – усилитель рассогласования; УМ – усилитель мощности;

ИНТ – интегратор; Дв – двигатель;

Σ – сумматор; ДС – датчик скорости;

ГЗВ – генератор задающих воздействий.

• Для изменения параметров отдельных блоков на переднюю панель стенда выведены:

1. Потенциометры:

П1 – изменение величины уставки U0;

П2 – изменение коэффициента передачи усилителя рассогласования УР;

П3 – плавное регулирование коэффициента передачи интегратора ИНТ;

П4 – изменение коэффициента передачи усилителя мощности УМ;

П5 – изменение частоты гармонического выходного сигнала с ГЗВ;

П6 – изменение амплитуды сигнала синусоиды;

П7 – изменение амплитуды сигнала меандра;

П8 – изменение величины нагрузки генератора.

2. Ключи:

Кл1 – проведение калибровки;

Кл2 – изменение диапазона уставки.

3. Переключатели:

Пр1 – переключатель постоянных времени усилителя рассогласования (положение “0” соответствует нулевой постоянной времени);

Пр2 - переключатель постоянных времени усилителя мощности

(положение “0” соответствует нулевой постоянной времени).

4.Клавиши:

S1 – клавиша для отображения значения уставки U₀, В;

S2 – клавиша для отображения значения выходного напряжения со СС, В;

S3 – клавиша для отображения значения выходного напряжения с УР, В;

S4 – клавиша для отображения значения выходного напряжения с Σ, В;

S5 – клавиша для отображения значения выходного напряжения с УМ, В;

S6 – клавиша для отображения значения тока якоря iя Дв, А;

S7 – клавиша для отображения значения выходного напряжения с Г, В;

S8 – клавиша для отображения значения скорости Дв, об/с;

S9 – клавиша для отображения значения выходного напряжения с ДС, В;

S10 – клавиша для отображения режима работы ГЗВ.

5.Клеммы:

1 – клемма контроля напряжения уставки U₀;

2 – клемма контроля напряжения 1 суммирующего входа СС;

3 – клемма контроля напряжения выхода СС и входа УР;

4 – клемма контроля напряжения выхода УР;

5 – клемма контроля напряжения входа интегратора;

6 – клемма контроля напряжения выхода интегратора;

7 – клемма контроля напряжения входа Σ;

8 – клемма контроля напряжения выхода Σ и входа УМ;

9 – клемма контроля напряжения выхода УМ;

10 - клемма контроля тока якоря Дв;

11, 14 – клеммы контроля напряжения выхода с Г;

12 - клемма контроля скорости Дв;

13, 19 - клеммы контроля напряжения выхода ДС;

15 - клемма контроля напряжения 2 входа СС;

16 - клемма контроля синусоидального выходного сигнала с ГЗВ;

17 - клемма контроля меандрического выходного сигнала с ГЗВ;

18, 20 – общая точка схемы.

• Лабораторный стенд позволяет исследовать следующие линейные системы стабилизации.