regulacja prędkości


Politechnika Śląska

Wydział Elektryczny

Laboratorium Podstaw Automatyki i Sterowania

Studia: inżynierskie

Rok akademicki: 2008/2009

Semestr: VI

Temat ćwiczenia: Regulacja ze sprzężeniem od zakłócenia

Studenci:

1. Łukasz Tatoj

2. Łukasz Jędrzejczyk

3. Marcin Starczewski

Data wykonania: 04.03.2009

Grupa: PUE

Sekcja: 4

  1. Cel ćwiczenia

W ćwiczeniu badaliśmy układ stabilizacji prędkości obrotowej silnika prądu stałego, pracującego w warunkach zmiennego obciążenia. Stabilizacja realizowana jest w dwóch odrębnych układach regulacji, ze sprzężeniem od zakłócenia oraz od wielkości regulowanej. W ćwiczeniu dokonuje się porównania właściwości statycznych i dynamicznych obu układów regulacji przy zmianach wartości zadanej i zmianach obciążenia.

  1. 0x08 graphic
    Schemat układu

  1. Wyniki pomiarów

Dla charakterystyk sterowania 0x01 graphic
, dla 0x01 graphic
oraz0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

n [obr/min]

U0 [V]

n [obr/min]

U0 [V]

0

2

0

2,3

270

2.46

240

2,4

460

2,94

470

3,06

605

3,3

550

3,36

700

3,54

530

3,6

870

4,02

630

4,02

1030

4,32

700

4,38

1160

4,62

785

4,68

1330

5,04

850

5,04

1600

5,64

1000

5,4

1770

6

1105

6

Dla charakterystyk obciążenia 0x01 graphic
, przy zmiennym Robc dla Us = 4,5V; 5,52V

Us = 4,5V

Us = 5,52V

I2 [mA]

n [obr/min]

I2 [mA]

n [obr/min]

330

725

450

1000

277

800

390

1080

240

830

350

1140

200

900

280

1205

140

970

200

1320

90

1030

130

1430

50

1090

75

1490

30

1115

45

1520

18

1130

25

1570

15

1580

Pomiary ze współczynnikiem regulacji kR = 3,5 dla Us = 4,5V; 5,52V

Us = 4,5V

Us = 5,52V

I2 [mA]

n [obr/min]

I2 [mA]

n [obr/min]

560

1150

760

1540

360

1160

500

1550

170

1160

250

1600

60

1180

75

1610

25

1180

30

1610

  1. Charakterystyki

  1. Przebiegi uzyskane w programie komputerowym

0x01 graphic

Charakterystyki dynamiczne napięcia i prędkości obrotowej

0x01 graphic

Charakterystyki dynamiczne napięcia i prędkości obrotowej dla kR = 3,5

0x01 graphic

Charakterystyki dynamiczne napięcia i prędkości obrotowej dla kR = 3,5

  1. Obliczenia

Dane:

Us1 = 4,5V

Us2 = 5,52V

RN2 = 0,82Ω

ΔI2 = 0,33A

kW = 1

0x01 graphic

Obliczamy przyrost napięcia:

ΔUs = Us2 - Us1 = 5,52 - 4,5 = 1,02V

Obliczamy wartość wzmocnienia:

0x01 graphic

0x01 graphic

Z wykresu możemy odczytać stałą czasową:

T = 0,25s

Oraz wzmocnienie

0x01 graphic

  1. Wnioski

Z uzyskanych charakterystyk statycznych widać, że dla stałej rezystancji obciążenia równej odpowiednio zero oraz nieskończoność przy zmianach napięcia w pierwszym przypadku dla takiego samego napięcia uzyskujemy mniejsze prędkości obrotowe.

Na charakterystykach obciążenia możemy zauważyć spadek prędkości obrotowej wraz ze wzrostem prądu I2. Działo się tak dlatego, ponieważ nie ustawialiśmy żadnego współczynnika wzmocnienia układu regulacyjnego. Po ustawieniu kR na wartość 3,5 możemy zauważyć znaczną poprawę stabilności układu, nadal rośnie nam prąd, ale prędkość obrotowa utrzymuje się na w miarę równym poziomie, dla wartości napięcia 5,52V różnice były jednak większe niż dla napięcia 4,5V. To samo możemy zauważyć na charakterystykach dynamicznych zdjętych za pomocą programu komputerowego, prędkość obrotowa zarówno przed jak i po załączeniu obciążenia utrzymuje się na równym poziomie. Niestabilność prędkości obrotowej mogła być spowodowana złym doborem współczynnika wzmocnienia, wartość którą zadaliśmy okazała się mniejsza od wartości obliczonej równej 3,77.

Reasumując możemy powiedzieć, że układ regulacji ze sprzężeniem od zakłócenia (którym w naszym przypadku był prąd obciążenia) spełnił swoje zadanie utrzymując stałą prędkość obrotową niezależnie od warunków pracy.



Wyszukiwarka