ciga transmitancja operatorowa kolos 3 232

Transmitancja operatorowa jednowymiarowego układu stacjonarnego to stosunek transformaty Laplace'a sygnału wyjściowego Y(s) (odpowiedzi układu na wymuszenie) do transformaty Laplace'a sygnału wejściowego U(s) przy zerowych warunkach początkowych:

0x01 graphic

Dla układów opisanych liniowymi równaniami różniczkowymi o stałych współczynnikach transmitancja operatorowa jest funkcją wymierną zniennej zespolonej s, tzn. można ją przedstawić za pomocą ilorazu dwóch wielomianów:

0x01 graphic

gdzie 0x01 graphic
, w przeciwnym razie układ jest niestabilny.

Wartości s, dla których L(s) = 0 i G(s) dąży do 0, nazywa się zerami transmitancji, natomiast te, dla których M(s) = 0 i G(s) -> nieskończoności - biegunami transmitancji.

W przypadku wielowymiarowego układu o r wejściach i m wyjściach definiuje się macierz transmitancji poszczególnych układów. Transmitancję taką nazywa się niekiedy transmitancją macierzową:

0x01 graphic

Transmitancja operatorowa układu nie zależy od sygnału jakim pobudzamy układ, ani od sygnału wyjściowego. Zależy wyłącznie od parametrów układu. Charakteryzuje układ jednoznacznie

Układy opisane liniowymi równaniami różniczkowymi o stałych współczynnikach nazywają się układanymi liniowymi stacjonarnymi. Jeżeli współczynniki te zmieniają się w czasie, lecz nie są zależne od wielkości wejściowych ani wyjściowych układ nazywany jest niestacjonarny. Układy opisane równaniami nieliniowymi noszą nazwę układów nieliniowych.

Układy liniowe - moża je opisać za pomocą równań liniowych algebraicznych, różniczkowych , różnicowych lub całkowych. Układy liniowe spełniają zasadę superpozycji. Układy nieliniowe - układ zawierający przynajmniej jeden element nieliniowy jest układem nieliniowym. W praktyce każdy układ jest nieliniowy, lecz w przybliżeniu zakłada się jego liniowość lub linearyzuje się jego nieliniową charakterystykę. Robi się to zwłaszcza gdy działanie procesu ogranicza się do niewielkiego obszaru wokół pewnego punktu pracy.

Własności statyczne i dynamiczne podstawowych elementów liniowych:

Elementy liniowe dzieli się ze wzg. na ich własności dynamiczne na: bezinercyjne (proporcjonalne), inercyjne, całkujące, różniczkujące, oscylacyjne, spóźniające. Własności statyczne wszystkich elementów określa się podając równanie i wykres charakterystyki statycznej

y = f(x), a własności dynamiczne podając równanie różniczkowe i odpowiadającą mu transmitancję operatorową oraz wykres odpowiedzi y(t) na wymuszenie skokowe.

1)Elemeny bezinercyjne

2) Elementy inercyjne I rzedu

3)Element całkujący

4)Element różniczkujący

5)Element oscylacyjny

6)Element opózniajacy

Charakterystyki częstotliwościowe:

Określają zachowanie się elementu lub ukł przy wszystkich częstotliwościach wymuszenia podając stosunek amplitud odpowiedzi do wymuszenia oraz przesunięcie fazowe między odpowiedzią a wymuszeniem jako funkcję częstotliwości.

Transmitancja widmowa

Jeżeli na wejście układu liniowego podane zostanie wymuszenie sinusoidalne o

stałej pulsacji , to na wyjściu tego układu, po ustaniu przejściowego okresu, ustali się

odpowiedź sinusoidalna o tej samej pulsacji co sygnał wejściowy. W ogólnym

przypadku sygnał wyjściowy posiadał będzie inną amplitudę A i będzie przesunięty w

fazie względem sygnału wejściowego.

Charakterystyki częstotliwościowe opisują zachowanie się układu przy wszystkich wielkościach pulsacji sygnału wejściowego.

Transmitancja widmowa jest równa stosunkowi wartości zespolonej odpowiedzi układu,

wywołanej wymuszeniem sinusoidalnym do wartości tego wymuszenia w stanie

ustalonym.

Przez transmitancję widmową rozumiemy:

Gj=Gs , gdzie s= j

Wymuszenie sinusoidalne

Sygnał sinusoidalny możemy zdefiniować jako:

A∗sin(ω *t+β) ,

gdzie:

A - amplituda sygnału,

- częstość własna sygnału,

- przesunięcie fazowe sygnału,

t - czas (zmienna niezależna).

Z każdym przebiegiem sinusoidalnym związane jest pojęcie określane mianem

okresu drgań T . Zależność pomiędzy pulsacją, a okresem drgań przedstawiono

poniżej.

ω=2∗T

Charakterystyka amplitudowo-fazowa

Wykres G (jω) nazywa się charakterystyką amplitudowo-fazową. Jest on

miejscem geometrycznym końców wektorów, których długość reprezentuje stosunek

amplitud odpowiedzi do wymuszenia, a kąt przesunięcie fazowe między odpowiedzią a

wymuszeniem. Transmitancja widmowa jest funkcją zmiennej zespolonej wyznacza ona

na płaszczyźnie zespolonej punkty o współrzędnych P( ω1 )i Q(ω1). Punkty te

można uważać za koniec wektora G(jω1 )o długości A(ω1 )i kącie nachylenia

względem dodatniego kierunku osi rzeczywistej φω1 . Jeżeli pulsacja ω ulega

zmianie, wówczas wektor G(jω) zmienia swoją wartość bezwzględną i obraca się,

gdyż jego argument φ(ω1 )także zależy od pulsacji. Zatem koniec wektora G(jω )

opisze krzywą będącą charakterystyką amplitudowo-fazową (Nyquista). Charakterystyka

jest hodografem wektora G(jω ). Pulsacja ω jest parametrem charakterystyki

amplitudowo-fazowej, dlatego też podaje się jej rozkład wzdłuż charakterystyki przez

wpisanie wartości w ważniejszych punktach. Charakterystyki amplitudowo-fazowe

układów rzeczywistych, dla których stopień wielomianu licznika transmitancji jest niższy

od stopnia wielomianu mianownika, dążą do początku układu współrzędnych:

G(jω ) → 0 przy ω→∞

Transmitancja Widmowa G(jω) - stanowi ona teoretyczną podstawę charakterystyk częstotliwościowych. Definicja jest jako: G(jω)= G(s) s=jω czyli inaczej

G(jω)=y'/x'

y'-wartość zespolona składowej ustalonej odpowiedzi ukł wywołanej wymuszeniem sinusoidalnym

x'-wartość zespolona wymuszenia

M(ω)-jest to amplitudowa charakterystyka częstotliwościowa czyli zależność modułu od częstotliwo.

(M=Ay/Ax -stosunek amplitudy odpowiedzi do wymusz.)

φ(ω)- jest to fazowa charakterystyka częstotliw. czyli zależność przesunięcia fazowego (φ=2πα/T) od częstotliw. ω(f)

L(ω)- logarytmiczna chartka amplitudowa

Jeżeli wartość ω logarytmujemy w φ(ω) to będzie to logarytmiczna charakterystyka fazowa.

Moduł M-stosunek amplitud wielkości wyjściow. do wej.

M=Ay/Ax

Przesunięcie fazowe- φ=2πα/T(rad) T-długość okresu fali sinusoidalnej mierzona na ekranie oscyloskopu w cm,

α-wielkość przesunięcia fazowego sygnałów mierzona na ekranie oscyloskopu w cm.

Model elementu inercyjnego 1-go rzędu

uporządkowany na zasadzie ich wzajemnej współpracy, tzn. zgodnie z kierunkiem przekazywania sygnałów.

Termopara to czujnik temperatury. Składa się z dwóch różnych metali (drucików), spojonych na jednym końcu (strona pomiarowa). Pod wpływem zmiany temperatury powstaje siła elektromotoryczna zwana w tym przypadku siłą termoelektryczną na końcach niepołączonych (zimnych) proporcjonalna do różnicy temperatur pomiędzy temperaturą spoiny pomiarowej, a temperaturą spoin odniesienia (zimnych, wolnych końców). Spoina pomiarowa może znajdować się w obudowie, którą następnie instalujemy w miejscu pomiaru temperatury. Termopary odznaczają się dużą niezawodnością, dokładnością i elastycznością konstrukcji, co pozwala na ich zastosowanie w różnych warunkach. Materiały wykorzystywane do budowy termoelementów powinny w miarę możliwości posiadać: wysoką temperaturę topnienia, dużą odporność na czynniki zewnętrzne, małą rezystywność, wysoką temperaturę pracy ciągłej, mały współczynnik cieplny rezystancji, niezmienność parametrów w czasie. Do budowy wykorzystuje sie materiały szlachetne: platyna i platynorod, wolfram i molibden, oraz nieszlachetne np.żelazo i miedź-nikiel, miedź i miedź-nikiel, niekiel-chrom i nikiel-aluminium. W praktyce działanie termopar opiera się na zjawiskach Seebecka polega ono na powstawaniu siły elektromotorycznej i przepływie prądu elektrycznego w miejscu styku dwóch metali lub półprzewodników o różnych temperaturach, w zamkniętym obwodzie termoelektrycznym.

Reduktor pneumatyczny: Sposób działania Regulatory ciśnienia bezpośredniego działania są urządzeniami regulacyjnymi,których układ pomiarowy pobiera energię niezbędną do pracy od medium i wytwarza siłę wystarczającą do przestawienia członu nastawczego. Urządzenia składają się z zaworu regulacyjnego i siłownika, który przy wzroście ciśnienia otwiera lub zamyka zawór. Są to sterowane medium regulatory proporcjonalne. Każdej odchyłce od nastawionej wartości zadanej jest przypisane określone położenie zaworu. Reduktory ciśnienia Reduktory ciśnienia względnie stacje redukcyjno-schładzające pobierają ze zbiornika o wyższym ciśnieniu tyle energii, żeby w podłączonej za nimi instalacji ciśnienie utrzymywało się na stałym poziomie niezależnie od zmieniającego się zużycia. Regulowane ciśnienie p2 (wielkość regulowana) wytwarza na membranie o powierzchni A siłę Fm =p2 · A, która porównywana jest na trzpieniu grzyba z siłą napięcia sprężyny Fs, odpowiadającej wartości zadanej. Wartość Fs można ustawić na ustawniku wartości zadanej. Jeżeli zmieni się ciśnienie p2, a wraz z nim również siła Fm, wówczas grzyb zaworu będzie przesuwany tak długo, aż Fm =Fs. Manometr - ciśnieniomierz z przeponą wykonaną z metalu, która odkształcając się, oddziałuje na wskazówkę mechaniczną przemieszczającą się po skali. Manometr służy do wskazywania ciśnienia. Skala jest standardowo wyrażana w MPa.

Charakterystyki czasowe dzielimy w zależności od typu wymuszenia na: skokowe i impulsowe.

Wymuszenie skokowe jest sygnałem w postaci:

gdzie A jest amplitudą sygnału.

Jeżeli amplituda wymuszenia skokowego A = 1, to takie wymuszenie nazywa się skokiem jednostkowym. Odpowiedź obiektu na wymuszenie jednostkowe nazywa się odpowiedzią jednostkową i oznacza się zwykle jako h(t).

wymuszenie impulsowe jest funkcją Diraca zdefiniowaną następująco:

przy czym zachodzi

Odpowiedź obiektu na wymuszenie impulsowe nosi nazwę odpowiedzi impulsowej i najczęściej jest oznaczane jako k(t).

Sterowniki PLC (Programmable Logic Controller) są to takie sterowniki, których sposób działania w postaci programu jest pamiętany w sterowniku. W porównaniu układów automatyki przekaźnikowej (stykowej) ze sterownikami PLC - zwykłe układy automatyki przemysłowej, zbudowane są w oparciu o połączone układem styków okablowane elementy przełączne takie jak: stycznik, przekaźnik, człony czasowe itp. wbudowane do szafy sterowniczej. Okablowanie spełnia tu rolę programu, który jest wykonywany w trakcie pracy urządzenia nim sterowanego. Przy zastosowaniu sterownika PLC odpowiadający funkcji sterowania algorytm, realizowany jest programowo przez wyposażony w mikroprocesor sterownik. Wszystkie połączenia pomocnicze zawarte są w tym przypadku w umieszczonym w pamięci sterownika programie. Jest to więc układ programowany pamięciowo. Zaletą takiego układu oprócz zmniejszenia gabarytów i energochłonności jest to, iż w przypadku zmian w układzie sterowania lub rozszerzenia układu nie zmienia się okablowania i nie buduje się nowych bloków lecz wprowadza się zmiany w programie.

Zasada działania sterowników PLC: Podstawową zasadą pracy sterowników jest praca cykliczna, w której sterownik wykonuje kolejno po sobie pojedyncze rozkazy programu w takiej kolejności, w jakiej są one zapisane w programie. Na początku każdego cyklu program odczytuje "obraz" stanu wejść sterownika i zapisuje ich stany (obraz wejść procesu). Po wykonaniu wszystkich rozkazów i określeniu (wyliczeniu) aktualnego dla danej sytuacji stanu wyjść, sterownik wpisuje stany wyjść do pamięci będącej obrazem wyjść procesu a system operacyjny wysterowywuje odpowiednie wyjścia sterujące elementami wykonawczymi. Tak więc wszystkie połączenia sygnałowe spotykają się w układach (modułach) wejściowych sterownika, a program śledzi ich obraz i reaguje zmianą stanów wyjść w zależności od algorytmu. Sterowniki PLC składają się z: jednostki centralnej (CPU); bloków wejść cyfrowych; bloków wejść analogowych; bloków komunikacyjnych; bloków wyjść cyfrowych; bloków wyjść analogowych; bloków specjalnych.

Charakterystyka bloków funkcjonalnych sterownika PLC: Procesor - urządzenie cyfrowe sekwencyjne potrafiące pobierać dane z pamięci, interpretować je i wykonywać jako rozkazy. Wykonuje on bardzo szybko ciąg prostych operacji (rozkazów) wybranych ze zbioru operacji podstawowych określonych zazwyczaj przez producenta procesora jako lista rozkazów procesora. Wejście cyfrowe - ogólnie przyjęta nazwa pojedynczego wejścia binarnego sterownika PLC, mogącego mieć dwa stany: "0" - brak napięcia i "1" - jest napięcie. Wejścia cyfrowe są podstawowymi blokami wejściowymi sterowników PLC. Do nich docierają sygnały w postaci "0" lub "1" z np. przycisków sterowniczych, czujników itp. Na podstawie tych sygnałów sterownik PLC steruje wg zawartego w nim algorytmu pozostałymi elementami poprzez wyjścia cyfrowe lub wyjścia analogowe. Wejście analogowe - ogólnie przyjęta nazwa pojedynczego wejścia sterownika PLC dla standardowych sygnałów analogowych. Wejścia analogowe służą do pomiarów m.in.: temperatury, ciśnienia, przepływu, obrotów, itp. Pomiary te odbywają się poprzez zamianę wartości np. temperatury na sygnał analogowy o wartości np. 0...10 V. Sygnały te są przetwarzane w sterowniku PLC i sterownik reaguje wg ustalonego algorytmu poprzez wysterowanie odpowiednich wyjść cyfrowych lub analogowych. Wyjście cyfrowe - ogólnie przyjęta nazwa pojedynczego wyjścia binarnego sterownika PLC. Binarne wyścia cyfrowe mogą przyjmować jeden ze stanów: "0" - brak napięcia; "1" - jest napięcie. Wyjścia cyfrowe są podstawowymi składnikami bloków wyjść sterowników PLC. Produkowane są (przeważnie) dwa rodzaje wyjść: tranzystorowe o obciążalności 0,5 A oraz przekaźnikowe o obciążalności 8 A. Poprzez wyjścia cyfrowe sterownik steruje urządzeniami zewnętrznymi takimi jak: styczniki, elektrozawory, lampki kontrolne, sygnały akustyczne, itd. Istnieją również specjalizowane wyjścia cyfrowe w zależności od potrzeb i producentów. Wyjście analogowe - ogólnie przyjęta nazwa pojedynczego wyjścia analogowego sterownika PLC.Standardowe wyjścia analogowe mają wartości: 0...20 mA; 4...20 mA; 0...10 V. Wyjście analogowe jest podstawowym składnikiem bloków wyjść analogowych sterowników PLC. Sterownik poprzez te wyjścia może wysterowywać urządzenaimi zewnętrznymi takimi jak: regulatory temperatury, przetwornica częstotliwości, serwonapęd.

Regulator - jeden z elementów składających się na obwód regulacji. Zadanie regulatora polega na odpowiednim dobraniu informacji wysyłanej do obiektu regulowanego, tak aby obiekt regulowany zachowywał się w pożądany sposób (wartość zadana). Regulator czerpie informacje o zachowaniu obiektu regulowanego ze sprzężenia zwrotnego. Regulator służy do doprowadzenia obiektu do żądanego stanu lub poprawy niekorzystnych cech obiektu regulowanego. Regulator może np. poprawić dynamikę obiektu regulowanego (slinik będzie szybciej osiągał żądaną prędkość). Błędne użycie może prowadzić do niestabilności obwodu regulacji. Rodzaje regulatorów: regulator PID; regulator dwunastawny; regulator trójnastawny; regulator P; regulator PI; regulator PD.

Układ automatycznej regulacji - układ, którego zadaniem jest sterowanie procesem. Układy regulacji automatycznej posiadają sprzężenie zwrotne.Układ regulacji składa się z elementu porównującego (sumator), regulatora, elementu wykonawczego (zawór, siłownik), obiektu sterowania oraz układu pomiarowego (czujnik, przetwornik). Element porównujący oblicza różnicę między wartością sygnału zadanego w(t) a wartością sygnału wyjściowego y(t) otrzymaną z układu pomiarowego poprzez ujemne sprzężenie zwrotne. Na wyjściu elementu porównującego otrzymujemy sygnał uchybu e(t). W dobrze zaprojektowanym układzie regulacji wartość uchybu w stanie nieustalonym powinna być jak najmniejsza (przeregulowanie), natomiast w stanie ustalonym powinna być równa 0 (uchyb ustalony). Sygnał z elementu porównującego jest następnie przekazywany do elementu wykonawczego, który w odpowiedni sposób oddziałuje na obiekt. Dodatkowo na regulowany obiekt działać mogą zakłócenia z(t). 11.Regulatory i układy automatycznej regulacji.

Regulator- urządzenie, które porównuje wielkość regulowaną z wielkości zadaną i na podstawie porównania (uchybu)wytwarza wielkość sterując, która oddziaływuje na obiekt regulacji.

Regulator zbudowany jest z dwu podstawowych członów: człon porównujący i człon dynamicznym, odpowiedzialnym za formowanie kształtu sygnału wyjściowego.

Wyróżniamy regulatory; 1.regulatory bezpośredniego działania , nie wymagają oddzielnego zasilania 2. regulatory zasilane energia z obcego źródła

Ponadto regulatory możemy podzielić na: elektryczne , pneumatyczne i hydrauliczne

Podział regulatorów ze wzg. na zmiany wielkości wyjściowej: analogowe, cyfrowe, analogowo-cyfrowe.

Przykładem układów o działaniu przerywanym są układy regulacji dwustawnej.

Wielkość wyjściowa regulatora w dwustawnych URA może przyjmować tylko dwie wartości: maksymalna i minimalną Taki regulator nazwano regulatorem dwustawnym.

Regulacja dwustawna jest najczęściej stosowaną w układach regulacji temp.

Regulator dwustawny Relay(dwupołożeniowy)realizuje algorytm:

U(t)={U1gdy E≥0 U2 gdy E<0. Sygnał sterujący przyjmuje tylko dwie wartości. Potrzebna do utrzymania pożądanego stanu obiektu energia dostarczana jest na dwóch poziomach związanych ze sterowaniem U1 i U2.

Dostarczenie właściwej ilości może być realizowane tylko jako wartość średnia określona czasem trwania na zmianę dwu jej poziomów. Wielkość regulowana będzie więc oscylować wokół wartości wzorcowej. Charakterystyka statyczna regulatora dwustawnego z histerezą dodatnią.

W chwili t_o na wejście obiektu jest załączone napięcie U_max, temperatura y w obiekcie narasta. W chwili t₁ temperatura obiektu osiągnęła wartość y_z + H/2. W tym momencie regulator wyłączy grzanie (u =U_min). Pomimo to temperatura obiektu nadal narasta przez czas T_m, po czym zaczyna maleć. W chwili t₂ temperatura zmalała do wartości y_z - H/2. Regulator załączył grzanie (U_{max). jednak tempera}

Regulacja LQR - optymalno kwadratowy

Zadanie polega na wyznaczeniu sterowania minimalizującego kwadratowy wskaźnik jakości.

Celem sterowania jest utrzymanie systemu w stanie równowagi lub w zadanym punkcie pracy pomimo oddziałujących zakłóceń. Założenie stanu ustalonego umożliwia rozszerzenie horyzontu optymalizacji do nieskończoności.

Problem sterowania optymalnego przy kwadratowym wskaźniku jakości

Dla systemu rzędu pierwszego wskaźnik jakości przyjmuje postać

0x01 graphic
Wskaźnik reprezentuje ważoną sumę energii sterowania i stanu (dokładności sterowania). Jeżeli r jest bardzo duże, energia sterowania musi być niewielka, aby zapewnić niewielką wartość wskaźnika. Można wtedy stosować mniejsze silniki, elementy wykonawcze, wzmacniacze itp. Jeżeli q jest większe od r, otrzymuje się układ zamknięty o dużym tłumieniu (bez wielkich zmian i przeregulowań).

Regulacja Open Loop (w otwartej pętli)

Przykładem sterowania w otwartej pętli są nocne światła, zapalające się, kiedy zapada ciemność lub też zawory par oleju w wojskowych silnikach odrzutowych, które modulują przepływ wraz z wysokością. Od innych rodzajów sterowania otwarta pętla różni się brakiem informacji zwrotnych, o tym co się dzieje. Prostota tej pętli zwiększa niezawodność a niski koszt rozwiązania sprawia, że jest ono praktycznym rozwiązaniem, dla wielu rodzajów zastosowań.

W układzie nie ma połączenia między wyjściem a wejściem układu. Podstawową wadą takiego sterowania jest wpływ dynamiki układu na wartość wyjściową. Aby uniknąć problemów występujących przy sterowaniu w otwartej pętli, teoria sterowania korzysta z idei sprzężenia zwrotnego.

Regulatory rozmyte ( Fuzzy Logic Control) - wykorzystują teorię logiki rozmytej, wymagana jest stworzenie bazy reguł dotyczących sterowania obiektem.Sterowanie rozmyte oferuje wygodne możliwości projektowania sterowania obiektami nieliniowymi, szczególnie w przypadkach, gdy charakter nieliniowości utrudnia ich opisanie metodami analitycznymi i wymagana jest zmiana parametrów regulacji w formie zależności od punktu pracy. Ze względu na możliwość implementacji algorytmu, sterowanie rozmyte należy do komputerowych (mikroprocesorowych) metod regulacji.

Regulacja PWM - (modulacja szerokości impulsu) to metoda regulacji sygnału prądowego lub napięciowego, polegająca na zmianie szerokości impulsu, używana we wzmacniaczach, zasilaczach impulsowych oraz układach sterujących pracą silników prądu stałego. Układ PWM zasila urządzenie bezpośrednio lub przez filtr dolnoprzepustowy, który uśrednia napięcie w jednym takcie PWM.

Zastosowanie tej metody zmniejsza znacznie straty mocy w układzie regulacyjnym oraz gwarantuje dużą dokładność sterowania urządzeniem.

Identyfikacja obiektów regulacji metodą wymuszenia impulsowego.

1.Pojęcia:

Sygnał - dowolna wielkość fizyczna niosąca ze sobą informacje. Informacja jest zawarta w jednym lub kilku parametrach tej wielkości, np. wartość chwilowa, szczytowa, średnia itp.

Informacja-zawarta jest w wartości lub jednostce przebiegu sygnału.

Element Automatyki-inaczej człon. Jest to dowolny podzespół, zespół, przyrząd lub urządzenie występujące w ukł automatyki w którym wyróżnić możemy sygnał wejściowy i wyjściowy.Schematycznie element przedstawia się w postaci prostokąta a kreski ze strzałkami oznaczają tor i kierunek przekazywania sygnału

Transmitancją Operatorową G(s)-elementu lub ukł nazywamy stosunek transformaty wielkości wyjściowej y(s) do transformaty wielkości wejściowej x(s) przy zerowych warunkach początkowych G(s)=y(s)/x(s)

Opisuje ona własności elementu lub ukł liniowego.

Układ liniowy-układ który zawieraja wyłącznie elementy liniowe o prostoliniowych charakter statycznych, opisywane za pomocą liniowych równań różniczkowych,całkowych lub algebraicznych. Praktycznie układy liniowe możemy traktować jako ukł zawierające wszystkie elementy liniowe i linearyzowane.

Termopara - czujnik temperaturowy działający na zasadzie zjawiska Peltiera i Thomsona. Składa się z dwóch cienkich drucików metalowych (termoelektrod), różniących się potencjałami termoelektrycznymi, zespawanych lub zlutowanych ze sobą na jednym końcu, zaizolowanych elektrycznie i umieszczonych w obudowie. Siła termoelektryczna pojawiająca się na termoelektrodach jest funkcją różnicy temperatur miejsca spojenia drucików, tj. spoiny pomiarowej, i wolnych (zimnych) końców drucików. Siłę termoelektryczną mierzy się za pomocą miliwoltomierzy lub kompensatorów.

2. Własności statyczne i dynamiczne podstawowych elementów liniowych:

Elementy liniowe dzieli się ze wzg. na ich własności dynamiczne na:bezinercyjne(proporcjonalne), inercyjne, całkujące, różniczkujące, oscylacyjne, spóźniające. Własności statyczne wszystkich elementów określa się podając równanie i wykres charakterystyki statycznej

y=f(x), a własności dynamiczne podając równanie różniczkowe i odpowiadającą mu transmitancję operatorową oraz wykres odpowiedzi y(t) na wymuszenie skokowe.

1)Elemeny bezinercyjne (13)

2) Elementy inercyjne I rzedu (14)

3)Element całkujący (15)

4)Element różniczkujący (16)

5)Element oscylacyjny (17)

6)Element opóźniający (18)

Identyfikacja podst obiektów dynam. metodą częstotliwościową.

Oscyloskop - jest przyrządem elektronicznym służącym do obserwowania i badania przebiegów zależności pomiędzy dwoma wielkościami elektrycznymi, bądź innymi wielkościami fizycznymi reprezentowanymi w postaci elektrycznej. Oscyloskop stosuje się najczęściej do badania przebiegów szybkozmiennych, niemożliwych do zarejestrowania przez organizm ludzki.

Oscyloskop -budowa: grzejnik, katoda, cylinder Wehnelta, anoda pierwsza, anoda druga, płytki odchylania pionowego, płytki odchylania poziomego, ekran. Lampa oscyloskopowa jest to element, w którym strumień elektronów może odchylać się w polu magnetycznym lub elektrycznym. Elektrony są wysyłane przez podgrzaną katodę w kierunku ekranu, anody przyspieszają ich ruch. Elektrony wyrzucone z katody przechodzą przez mały otwór (cylinder Wehelta). Zadaniem pierwszej anody jest skupienie wiązki elektronów, zmiana dodatniego potencjału tej anody. Strumień wysyłających elektronów można odchylać od osiowego obiegu układem elektrod złożonym z pary płytek odchylania pionowego Y i poziomego X.

Zasada działania oscyloskopu:

Napięcie odchylające w kierunku poziomym x może być doprowadzone do płytek odchylających bezpośrednio lub przez wzmacniacz odchylenia poziomego.Jeżeli przełączniki P2 i P3 znajdują się w pozycji2, to do płytek x jest doprowadzony przebieg z generatora podstawy czasu.Z wyjścia generatora są podawane impulsy do układu formującego, którego zadaniem jest wytwarzanie ujemnych impulsów dostarczanych do cylindra Wehnelta w celu wygaszania promienia podczas jego powrotu. Wejście odchylania pionowego poprzez tłumik wejściowy i wzmacniacz odchylania pionowego jest połaczone z płytkami odchylania pionowego y.Gdy przełącznik P1 znajduje się w pozycji 1,wówczas napięcie wejściowe y jest doprowadzane bezpośrednio do płytek odchylających.

Oscyloskop jest zasilany z sieci napięcia przemiennego 50Hz za pośrednictwem dwóch zasilaczy: zasilacza niskiego napięcia ZNN-zasilającego układy elektroniczne oscyloskopu i zasilacza wysokiego napięcia ZWN-zasilającego poprzez dzielnik D elektrody lampy oscyloskopowej.

Modelowanie i analiza własności dynamicznych obiektów regulacji

0x01 graphic