Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z pojęciem charakterystyki statycznej jako elementu opisu matematycznego obiektów i układów automatycznej regulacji, z eksperymentalnymi sposobami wyznaczania charakterystyk statycznych, metodami wyznaczania równania charakterystyki z wykresu lub na podstawie danych tabel rocznych, a także z wyznaczeniem charakterystyki statycznej z transmitancji operatorowej.

Przebieg ćwiczenia:

• Zarejestrować charakterystykę siłownika pneumatycznego i zaworu hydraulicznego.

• Określić analityczną postać tych charakterystyk przy pomocy metody najmniejszych kwadratów.

• Linearyzacja i wyznaczenie charakterystyk statycznych.

Siłownik pneumatyczny.

Schemat i opis stanowiska laboratoryjnego:

6

1. Reduktor ciśnienia

2. Przełącznik

3. Manometr z rurką Bourdona

4. Siłownik pneumatyczny

5. Potencjometr

6. Manometr rejestrujący

Siłownikiem (serwomotorem) nazywamy urządzenie wykonawcze w układach regulacji przetwarzające sygnał sterujący na przesunięcie liniowe o dużej sile lub obrotowe o dużym momencie. Siłowniki służą zwykle do nastawiania grzybka zaworu, klapy regulacyjnej, zasuwy lub innych elementów nastawczych.

Siłowniki pneumatyczne o przesunięciu liniowym przetwarzają sygnał pneumatyczny na przesunięcie liniowe trzpienia siłownika. Przy wzroście ciśnienia trzpień przesuwa się w dół, ściskając sprężynę zwrotną. Ogólne równania ruchu siłownika membranowego ma postać:
gdzie:

m - masa układu; c - współczynnik oporu; k - współczynnik sprężystości sprężyny;

y - przemieszczenie trzpienia; F(p) - siła wymuszająca;

W stanie ustalonym równanie ruchu ma postać: ky = F(p) (ciśnieniem p_z) a sygnałem wyjściowym (przesunięcie trzpienia y) jest proporcjonalna.

Wyniki obliczeń:

x[at]	YR[cm]	X^2	XYR
0,2	0	0,04	0
0,3	0,2	0,09	0,06
0,4	0,3	0,16	0,12
0,5	0,5	0,25	0,25
0,6	0,7	0,36	0,42
0,7	0,8	0,49	0,56
0,8	1,0	0,64	0,8
0,9	1,1	0,81	0,99
1,0	1,2	1,0	1,2
X[at.]	YM[cm]	X^2	X·YM
1,0	1,2	1,0	1,2
0,9	1,2	0,81	1,08
0,8	1,1	0,64	0,88
0,7	1,0	0,49	0,7
0,6	0,8	0,36	0,48
0,5	0,6	0,25	0,30
0,4	0,5	0,16	0,20
0,3	0,3	0,09	0,09
0,2	0,1	0,04	0,02

; m = 9

;
;
;

; m = 9

;
;
;

Zawór hydrauliczny.

Schemat i opis stanowiska laboratoryjnego:

Do zdejmowania charakterystyk zaworu hydraulicznego zawór hydrauliczny jest badany w układzie o zamkniętym obiegu oleju. Na drodze przepływu za badanym zaworem znajduje się turbina mierząca przepływ oleju, współpracująca z miernikiem przepływu. Przy stałym napięciu przepływ uwarunkowany jest tylko stopniem otwarcia zaworu. Położeniem grzybka zaworu steruje silnik krokowy, który realizuje polecenia bloku elektronicznego sterowania silnika.

Liczba. impulsów	Natężenie przepływu L/min	Natężenie przepływu L/min	Qśr L/min
0	3,1	3,4	3,25
32	4,2	5,0	4,6
64	6,1	6,9	6,5
76	7,9	8,6	8,25
128	9,5	10,5	10,0
160	11,2	12,5	11,85
192	13,2	14,2	13,7
224	14,8	16,0	15,4
256	16,4	17,8	17,1
288	18,2	19,5	18,85
320	19,7	21,2	20,45
352	21,1	22,5	21,8
384	22,4	23,9	23,15
416	23,7	25,2	24,45
448	24,8	26,2	25,5
480	25,8	27,4	26,6
512	26,7	28,2	27,45
544	27,6	29,7	28,35
576	28,5	29,8	29,15
608	28,6	30,4	29,5
640	29,4	31,1	30,25
672	30	31,5	30,75
704	30,5	32,1	31,3
736	30,8	32,5	31,65
768	30,1	32,8	31,95
800	31,7	33,2	32,45
832	32,1	33,4	32,75
864	32,3	33,7	33,0
896	32,7	33,7	33,2
928	33	34,2	33,6
960	33,3	34,3	33,8
992	33,6	34,5	34,05
1024	33,9	34,5	34,2
1056	34,1	34,6	34,35
1088	34,3	34,7	34,5
1120	34,7	34,6	34,65
1152	34,7	34,7	34,7

4

Automatyka

III MDZ Stalowa Wola gr.4.2

POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa

SKK-61

7

5

4

3

2

1

V

---