Nr grupy:	Imię i nazwisko studenta:	Nr indeksu:
Data wykonania sprawozdania:	Temat ćwiczenia: Badanie impulsowych członów automatycznej regulacji	Ocena za wykonanie sprawozdania:
	Prowadzący ćwiczenie: dr inż. Wiktor Olchowik	Podpis prowadzącego:

Układ pomiarowy:

1. Obserwacja wpływu czasu impulsowania na przebiegi w impulsowych UAR.

Jako pierwszy pomiar dokonaliśmy obserwacji odpowiedzi Impulsowych UAR na sygnał sinusoidalny o różnej częstotliwości. Zgodnie z teorią sygnał powinien być wiernie odtworzony jeśli zostanie spełniony warunek Kotielnikowa-Shannona: „Jeśli sygnał ciągły nie posiada składowych widma o częstotliwości równej lub większej niż B, to może on zostać wiernie odtworzony z ciągu jego próbek tworzących sygnał dyskretny, o ile próbki te zostały pobrane w odstępach czasowych nie większych niż 1/(2B).” Dla badanego układu częstotliwością graniczna spełniającą to twierdzenie jest 500Hz

fwe=100Hz – warunek Kotielnikowa-Shannona spełniony.

fwe=500Hz – warunek Kotielnikowa-Shannona na granicy.

fwe=900Hz – warunek Kotielnikowa-Shannona nie spełniony.

1. Obserwacja wpływu czasu impulsowania na charakterystyki amplitudowo-fazowe impulsowych UAR.

W celu obserwacji wpływu czasu impulsowania na przebiegi dokonaliśmy wstępnej konfiguracji układu po jego podłączeniu, w tym celu dobraliśmy odpowiednią wartość amplitudy sygnału wejściowego tak aby żaden z sygnałów nie przekroczył zakresu pomiarowego dla użytej aparatury.

f= 100Hz K= 7.15 φ= -55.8°

Jako część ciągłą UAR podłączono układ inercyjny rzędu II. Na wejście układu ciągłego podano sygnał z impulsatora schodkowego. Wszystkie pomiary przeprowadzono dla układu otwartego przy ks=1. Na generatorze ustawiono sygnał o częstotliwości 60Hz oraz wybrano czas impulsowania T_i. Powoli zwiększając częstotliwość pomierzono charakterystyki amplitudowo-fazowe. Wzmocnienia i przesunięcia fazowe φ zanotowano w tabeli. Po przeprowadzeniu trzech serii pomiarowych dla różnych czasów impulsowania uzyskaliśmy następujące zobrazowanie wyników:

żółty Ti= 0.044ms ; fioletowy Ti= 0.133ms ; czerwony Ti=0.311ms

Tabela 1.

f[Hz]	60,1	75,7	95,3	119,9	151	190,1	239,3	301,3	379,3	456	574,1	722,7	909,9	1145,4
ciągły	K1[V/V]	7,9	7,74	7,46	7,12	6,62	5,98	5,2	4,33	3,44	2,78	2,05	1,34	0,91
	φ1[°]	-22	-26,1	-32,4	-40,9	-52	-61,7	-72,2	-84,1	-96,3	-106,4	-119,4	-129,1	-137,9
Ti=0.133ms	K1[V/V]	7,84	7,68	7,44	7,07	6,58	5,94	5,10	4,22	3,36	2,60	1,83	1,30	0,83
	φ1[°]	-24,2	-28,4	-35,6	-45,3	-56,5	-68,1	-81,7	-96	-100,8	124,8	-141	-156	-172,7
Ti=0.311ms	K1[V/V]	7,83	7,68	7,43	7,06	6,57	5,93	5,13	4,18	3,28	2,51	1,81	1,20	0,75
	φ1[°]	-26,1	-31,2	-39,2	-49,8	-61,3	-73,6	-88,6	-105,8	-124	-139,7	-158,6	-179,3	-201,7

1. Ocena stabilności impulsowych UAR.

Kryterium stabilności Nyquista: „układ zamknięty jest stabilny, jeżeli charakterystyka amplitudowo-fazowa – wykres Nyquista – układu otwartego G(jω) nie obejmuje punktu (-1,j0)”

Układ 1 – stabilny (spełnia kryterium stabilności Nyquista)

Układ 2 – niestabilny (nie spełnia kryterium stabilności Nyquista)

Odpowiedź skokowa dla układu 1 pobudzonego falą prostokątną o częstotliwości 30Hz.

1. Pomiar wartości granicznej współczynnika wzmacniania kg i określenie obszarów stabilności impulsowych UAR.

Ustawiono czas impulsowania T_i na minimum, następnie dobierano wzmocnienie cyfrowe k_s tak, by impulsowy UAR znajdował się na granicy stabilności. Zwiększając T_i powtórzono pomiary dla wszystkich możliwych T_i od 0 do 0,5ms.

Tabela 2.

Ti [ms]	0,089	0,133	0,178	0,222	0,267	0,311	0,356	0,400	0,444	0,489
ks	1,97	1,60	1,29	1,12	0,94	0,89	0,84	0,79	0,76	0,71
kg	15,76	12,8	10,32	8,96	7,52	7,12	6,72	6,32	6,08	5,68

Wzmocnienie graniczne w funkcji czasu impulsowania

1. Wnioski

W przeprowadzonym ćwiczeniu obserwowaliśmy działania różnych typów ekstrapolatorów, nasze badania pozwoliły nam potwierdzić , że czas impulsowania jest kluczowym parametrem jeśli chodzi o kwestię stabilności UAR oraz kształt charakterystyk układów inercyjnych. Podczas badania także mogliśmy zaobserwować wpływ stałej czasowej na stabilność układu, wzmocnienia układu oraz czasu impulsowania.

Z przeprowadzonych pomiarów możemy wywnioskować że im większy czas impulsowania tym układ staje się być niestabilny dla mniejszej wartości wzmocnienia granicznego, lecz możemy nim sterować po przez zmiane wzmocnienia statycznego.

Podsumowując układ stabilny po wprowadzeniu impulsatora i ekstrapolatorów staje się wówczas warunkowo stabilny.