3. Предварительное задание

3.1. Получить у преподавателя задание на состояние стенда: положение перемычек и сопротивление дополнительного резистора R_доп в якорной цепи. Из паспортных данных выписать величины L_а, R_а, , T_п и Т_, а также значения К_д и К_п. Считать, что К_ = 0,032 B^.c. Полное сопротивление якорной цепи определять с учетом R_доп.

3.2. Рассчитать величины Т_а и Т_м, а также соответствующие им Т₁ и Т₂ для записи передаточной функции двигателя в виде, удобном для логарифмирования.

3.3. Изобразить структурную схему ИС с обратной связью по частоте вращения, с ПИ-регулятором. Последний представить звеном , где , .

3.4. Выделить в ПФ объекта звено с постоянной времени, подлежащей компенсации, а также звенья с малыми, не подлежащими компенсации постоянными. Убедиться в целесо­образности настройки на модульный оптимум.

3.5. Составить выражения для , , С_ОС и R_ОС регулятора, обеспечивающие настройку контура на МО. Рассчитать значения этих параметров, учитывая, что суммирующий резистор регулятора R_ВХ = 10 кОм.

3.6. Для контура с МО постро­ить ЛАЧХ в разомкнутом состоянии и ЛАЧХ по управлению в замкнутом состоянии.

3.7.Получить ПФ по возмущению, считая ДС безынерционным звеном, а преобразова­тель - апериодическим с Т_п^* = Т_п + Т_.

3.8. Оценить качественно статическую и скоростную ошибки системы по управлению и возмущению.

4. Рабочее задние

4.1. Реализовать на стенде заданное состояние устройств. Установить К_ = 0,032 B/(1/c). Включить в якорную цепь R_доп.

4.2. В системе без ОС зарегистрировать осциллографом скоростную характеристику привода, а также переходные процессы:

• по управлению (пуск двигателя без нагрузки на 500 об/мин);

• по возмущению (сброс нагрузки с 1 до 0,25 А при скорости 2500 об/мин).

Определить параметры скоростной характеристики и переходных процессов.

4.3. Подобрать конденсаторы с емкостью, рассчитанной в п.3.6, собрать ПИ-регулятор и настроить его на требуемые  и . Зарегистрировать переходную характеристику РС, определить по ней фактические  и , убедиться, что они соответствуют требуемым с допуском  20 %.

4.4. Собрать систему с ОС по частоте вращения с ПИ-регулятором, с суммированием сигналов на инвертирующих входах.

Для полученной системы выполнить экспериментальные иссле­дования и определить параметры, оговоренные в п.4.2. Сопоставить их с параметрами стандартного переходного процесса при модульном оптимуме. Результаты сопоставить с аналогичными для системы без обратной связи и с результатами по п.3.8.

4.5. Замерить в установившемся режиме на холостом ходу и под нагрузкой напряжения задания и обратной связи, а также коэффициент передачи системы по управлению. Сделать выводы о статических свойствах по управле­нию и возмущению, о взаимосвязи коэффициента передачи по управлению с параметрами датчика ОС.

5. Индивидуальное задание

На основе математической модели системы ШИП-Д с отрицательной обратной связью по скорости в среде MATLAB исследовать статические и динамические свойства контура, настроенного на модульный оптимум.

5.1. Составить в среде MATLAB структурную схему системы ШИП-Д с ООС по скорости с настройкой на МО, которая включает в себя РС, ШИП, двигатель постоянного тока и цепь обратной связи по скорости ДС. В цепи управления установить нелинейный элемент, как показано на рис. 2.

Рис.2. Структура ИС с настройкой на модульный оптимум

Выходное напряжение РС ограничить значением напряжения питания ±14 В. Задать в m-файле значения параметров передаточных функций неизменяемой части ИС, а также значения параметров ПИ-регулятора рассчитанные в п.3.5.

5.2. Исследовать переходные процессы в цепи формирования скорости и тока по управлению при пуске двигателя на 3000 об/мин.

5.3. Исследовать статические свойства системы по управлению и возмущению. Возмущающее воздействие сформировать на уровне 2 А.

5.4. Исследовать влияние параметров ПИ-регулятора ( и ) на вид переходного процесса цепи формирования скорости.

5.5. Построить электромеханическую характеристику системы и зарегистрировать ток стопорения, а также получить зависимость вы­ходного напряжения ШИП от тока, то есть U_п(I_a).

5.6. Рассчитать значение порогового напряжения нелинейного элемента U_нэ на выходе ПИ-регулятора, чтобы ток стопорения I_ст= 5 А и выполнить п.5.5.

5.7. Сделать регулятор пропорциональным. Выполнить исследования по пп. 5.2-5.3. Сопоставить результаты с полученными ранее.