1

Nr grupy:

Imię i nazwisko studenta:

Nr indeksu

Data

wykonania

ćwiczenia

Temat ćwiczenia:
Badanie liniowych członów automatycznej regulacji

Ocena za wykonanie

ćwiczenia

Prowadzący ćwiczenie

Podpis prowadzącego:

Protokół pomiarowy

Rys. 1. Schemat funkcjonalny stanowiska pomiarowego.

Celem ćwiczenia jest :



zapoznanie się z charakterystykami częstotliwościowymi oraz czasowymi układów

inercyjnych rzędu I oraz III



zapoznanie się z metodą eksperymentalną i analityczną określania stabilności układu

inercyjnego rzędu III ze sprzężeniem zwrotnym

Główną częścią stanowiska pomiarowego jest zbiór podstawowych członów UAR badanych z
wykorzystaniem komputera klasy PC współpracującego z kartą zbierania danych USB 4711A.
Zadaniem karty jest pomiar wartości chwilowych przebiegów, których źródłem są układy badane
oraz ich wprowadzenie do pamięci komputera w którym poddawane są analizie i zobrazowaniu z
wykorzystaniem aplikacji napisanej w języku C# na platformie Microsoft Visual Studio.

Program ćwiczenia:
1. Obserwacja odpowiedzi układu inercyjnego rzędu I na skok jednostkowy. Obserwację należy

przeprowadzić z wykorzystaniem przebiegu prostokątnego o odpowiednio dobranej
częstotliwości (okresie) oraz amplitudzie. Zarejestrować kształt przebiegu.

2. Pomiar parametrów charakterystyk częstotliwościowych trzech układów inercyjnych.

Określone parametry zapisać w Tabeli 1 i na ich podstawie wyznaczyć transmitancje
operatorowe układów (w tym układu z regulowanym wzmocnieniem). Układy połączyć
zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 2.

2

PC z kartą

pomiarową

Człon

inercyjny

rzędu I

Generator

Układ

odwracający

fazę

Rys. 2. Schemat blokowy do badania układu inercyjnego rzędu 1.

Tabeli 1: Parametry charakterystyk układów inercyjnych I rzędu.

Lp. Typ układu

Częstotliwość Wzmocnie-

nie

Przesunięcie

fazowe

Nachylenie

charakteryst.

[Hz]

[V/V]

[

o

]

dB/dec

1 Układ inercyjny rzędu I

Nr...............

f

min

(ok.10 Hz)

-45

o

X

f

max

(<5kHz)

2 Układ inercyjny rzędu I

Nr................

f

min

(ok.10 Hz)

-45

o

X

f

max

(<5kHz)

3 Układ inercyjny rzędu I

z regulowanym
wzmocnieniem

f

min

(ok.10 Hz)

-45

o

X

f

max

(<5kHz)

3. Pomiar charakterystyk częstotliwościowych układu inercyjnego rzędu I. Wybrać dowolny

układ przebadany w punkcie 2. Wypełnić Tabelę II.

Tabela II : Wyniki pomiarów charakterystyk częstotliwościowych układu inercyjnego
rzędu I.

f [Hz]

K [V/V]



[

o

]

f [Hz]

K [V/V]



[

o

]

10

f

max

3

4. Połączyć kaskadowo układy badane w punkcie 2 oraz sumator. Połączenia wykonać zgodnie

ze schematem przedstawionym na rysunku 3.

PC z kartą

pomiarową

Człon

inercyjny

rzędu I

Generator

Sumator

Człon

inercyjny

rzędu I

Układ inercyjny

rzędu I

z regulowanym
wzmocnieniem

Rys. 3. Schemat blokowy do badania układu inercyjnego rzędu III.

5. Obserwacja odpowiedzi układu inercyjnego rzędu III na skok jednostkowy (patrz p.1 –drugie

zdanie). Zarejestrować kształt przebiegu za pomocą aparatu.

6. Pomiar charakterystyk częstotliwościowych układu inercyjnego III rzędu. Wyniki zapisać w

Tabeli 2.

Tabela 2.

f [Hz]

K [V/V]



[

o

]

f [Hz]

K [V/V]



[

o

]

10

f

max

7. Połączenie układu inercyjnego rzędu III ze sprzężeniem zwrotnym. Połączyć elementy układu

zgodnie ze schematem z rysunku 4.

PC z kartą

pomiarową

Układ

inercyjny

rzędu I

Generator

Sumator

Układ inercyjny

rzędu I

z regulowanym
wzmocnieniem

Układ

inercyjny

rzędu I

Układ odwracający fazę

Rys. 4. Schemat blokowy do badania układu inercyjnego rzędu III ze sprzężeniem zwrotnym.

4

8. Obserwacja odpowiedzi układu inercyjnego rzędu III ze sprzężeniem zwrotnym na skok

jednostkowy (patrz p.1 –drugie zdanie). Zarejestrować kształt przebiegu za pomocą aparatu.

Wykonanie sprawozdania.

Sprawozdanie z przeprowadzonych pomiarów należy wykonać i dostarczyć

prowadzącemu ćwiczenie laboratoryjne w terminie przewidzianym regulaminem pracowni.

Sprawozdanie powinno zawierać:
a) Tabelę nagłówkową. Schemat blokowy stanowiska pomiarowego. Tabele wyników

pomiarów. Zarejestrowane obrazy charakterystyk i przebiegów.

b) Obliczone transmitancje układów inercyjnych rzędu I, układu inercyjnego III rzędu otwartego

oraz zamkniętego.

c) Tabele Routha dla układu zamkniętego i ocenę stabilności.
d) Wykresy teoretycznych i pomierzonych charakterystyk częstotliwościowych.
e) Obliczenie teoretycznego wzmocnienia układu otwartego, przy którym układ zamknięty

znajdował się na granicy stabilności i porównanie z wartością pomierzoną.

f) Analizę wyników i wnioski.