Требования к содержанию отчета по работе
Практическая работа №3
Построение статических характеристик звеньев и систем
| Цель работы: | научиться выполнять построение статических характеристик звеньев и систем.
| ||
| Оборудование: | - карандаш; - линейка; - уголниц; - миллиметровка; - ластик | ||
| Порядок выполнения работы | 1. Повторите теоретические положения по теме практической работы. 2. Взять задание у преподавателя и выполнить построение статических характеристик звеньев и системы. 3. Ответить на вопросы. |
Порядок выполнения работы:
1. Повторите теоретические положения по теме практической работы.
2. Взять задание у преподавателя и выполнить построение статических характеристик звеньев и систем.
3. Ответить на вопросы.
Теоретическая часть
Характеристики звеньев и системы в целом могут быть статическими и динамическими.
Зависимость выходной величины звена или системы от различных постоянных значений входной величины в установившихся режимах называется статической характеристикой.
Статическую характеристику обычно изображают графически в плоскости координат хвых, хвх рисунок 1 а.
При анализе процесса регулирования статические характеристики системы строят на основе известных статических характеристик элементов, входящих в систему.
|
|
|
Рисунок 1 – Построение статических характеристик разомкнутой системы
Для получения статической характеристики разомкнутой системы, состоящие из параллельно соединенных звеньев, вначале строят в одинаковом масштабе статические характеристики каждого звена в отдельности как показано на рисунке 1 (б-г). поскольку входной сигнал системы является одновременно входным сигналом для каждого звена, а результирующий выходной сигнал системы равен равен сумме выходных сигналов звеньев, для получения статической характеристики системы суммируют их ординаты для одних и тех же значений входной величины рисунок 1 д.
Для разомкнутой системы (рисунок 2), состоящей из последовательно соединенных звеньев входная величина первого звена является входной величиной системы, выходная величина первого звена является входной величиной второго и т.д.
Рисунок 2 – Система состоящая из последовательно соединенных звеньев
Рассмотрим порядок построения статической характеристики системы, состоящей из трех звеньев.
Статическую характеристику первого звена строим в I квадранте, статическую характеристику второго звена строим во II квадранте.
Поскольку выходная величина этого звена хвых1, является входной величиной хвх2 для второго звена, то эту статическую характеристику строим так, чтобы ее ось обсцис хвх2 совпадала с осью ординат хвых1, а ось ординат хвых2 – с отрицательным направлением оси обсцисс, т.е. график статической характеристики второго звена повернут на 90° против часовой стрелки.
|
|
|
Рисунок 3 – Построение статической характеристики системы, состоящей из последовательно соединенных звеньев
График статической характеристики третьего звена строим во III квадранте (повернут на 180° против часовой стрелки).
Таким образом, при поступлении на вход системы величины х0вх на выходе первого звена получим выходную величину х0вых1, которая является входной величиной х0вх2 для второго звена. Выходная величина х0вых2 будет входной величиной х0вх3 третьего звена, на выходе которого устанавливается выходная величина х0вых3, являющейся выходной величиной х0вых системы.
Если после этих построений в квадранте IV восстановить перпендикуляры к осям обсцисс и ординат в точках х0вх и х0вых, то в их пересечении получится точка, которая принадлежит статической характеристике системы. Выполнив аналогичные построения для других произвольных значений входной величины, получим в квадранте IV графическое изображение статической характеристики системы.
|
|
|
При построении статической характеристики системы, состоящей из двух звеньев, в квадранте III проводят биссектрису, что соответствует условному подключению третьего звена, у которого выходная величина равна входной величине, и, таким образом, такое звено не искажает статическую характеристику рассматриваемой системы.
Для системы, включающих более чем три последовательно соединенных звена, построение выполняют для первых трех звеньев, затем выполняют для последующих трех и т.д. после этого проводят аналогичные построения с полученными результирующими статическими характеристиками и таким образом определяют статическую характеристику всей системы.
Рассмотрим порядок построения статической характеристики системы, состоящей из двух встречно-параллельно соединенных звеньев (соединение с обратной связью) рисунок 4.
Рисунок 4 – Построение статической характеристики системы, состоящей из встречно-параллельно соединенных звеньев
Размести статическую характеристику звена в прямой цепи в I квадранте, а статическую характеристику звена обратной связи - в квадранте II. Разорвем обратную связь у входа в суммирующее устройство и подадим на вход звена в прямой цепи входную величину х0вх1. Выходная величина звена обратной связи будет равна х0о.с.. Если теперь увеличить входную величину на х0о.с. и одновременно подключить отрицательную обратную связь к суммирующему устройству, то на вход звена в прямой цепи будет подаваться прежний сигнал х0вх1и выходная величина звена также не изменится. Следовательно, на вход системы будет подаваться новая величина х0вх= х0вх1+ х0о.с., а на выходе системы сохранится величина х0вых.
|
|
|
Прибавив на оси обсцисс к величине х0вх1 величину х0о.с., получим величину х0вх. Если теперь в точках х0вх и х0вых восстановить к оси обсцисс и оси ординат перпендикуляры, то точка их пересечения будет принадлежать статической характеристике системы.
Отсюда статическую характеристику системы при отрицательной обратной связи по известным статическим характеристикам звеньев находят следующим образом.
Через произвольную точку А1 на статической характеристике звена в прямой цепи проводят прямую, параллельную оси обсцисс, до пересечения ее во втором квадранте с кривой статической характеристики звена обратной связи (точка В1). Из точки В1 опускают перпендикуляр на ось обсцисс (точка пересечения С1). Измеряют отрезок ОС1 и откладывают от точки А1 вправо отрезок А1D1=OC1. Точка D1 будет принадлежать кривой статической характеристики системы. Аналогично определив точки D2 и т.д., соединяют их плавной кривой, являющейся графическим изображением статической характеристики системы.
Требования к содержанию отчета по работе
Отчёт о работе должен содержать название и цель работы, задание, построенную статическую характеристику системы. Ответы на вопросы.
Контрольные вопросы
1. Что такое статическая характеристика?
2. Что такое динамическая характеристика?
3. Как найти динамическую характеристику звена или системы?
Дата добавления: 2021-02-10; просмотров: 52; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!