Politechnika Lubelska
Wydział Inżynierii Budowlanej
i Sanitarnej
Laboratorium Automatyki
Sprawozdanie z ćwiczenia nr.4
Temat: Identyfikacja właściwości obiektów pneumatycznych.
Wykonali:
Anna Janiec
Piotr Grzesiuk
Grupa:
BDi 8.4
Data wykonania:
05.03.1999
1. Celem ćwiczenia zapoznanie się ze sposobami identyfikacji właściwości statycznych i dynamicznych obiektów na podstawie badania obiektów pneumatycznych.
2.Przebieg ćwiczenia.
a) identyfikacja właściwości dynamicznych.
Do określenia właściwości dynamicznych należy wyznaczyć zastępczą stałą czasową T na podstawie charakterystyki skokowej.
Schemat blokowy do wyznaczania charakterystyki skokowej:
Sygnałem wejściowym X(s) w naszym przypadku będzie zadana wartość ciśnienia 0,02 MPa. Wartość skoku na wyjściu wyniosła 0,08 MPa.
Po włączeniu rejestratora odczytaliśmy przebieg charakterystyki skokowej sygnału wyjściowego. Zmierzyliśmy prędkość przesuwu taśmy, która wynosi:
współczynnik wzmocnienia k=5cm
Stała zastępcza wynosi T = 4:05 min = 245 s
Po przeanalizowaniu wykresu otrzymanego z rejestratora możemy wywnioskować, że charakter obiektu jest inercyjny.
Równanie różniczkowe członu inercyjnego:
Transmitancja operatorowa tego układu:
Transformata Laplace'a:
Charakterystyka dynamiczna, odpowiedź na skok jednostkowy
dla x=0,08 MPa i T = 245 s
b)identyfikacja właściwości statycznych
Dla stałej zastępczej dokonaliśmy pomiarów:
Wartość zadana |
Wartość odczytana |
MPa |
MPa |
0,02 |
0,015 |
0,04 |
0,03 |
0,06 |
0,045 |
0,08 |
0,06 |
0,1 |
0,075 |
Transmitancja operatorowa układu:
I dla pozostałych pomiarów transmitancja wynosi: 0,75
Charakterystyka statyczna:
Metoda półpłaszczyzny półlogarytmicznej
Aby ją zastosować przesuwam wykres odpowiedzi skokowej.
i zmieniam skalę na osi rzędnych z dziesiętnej na logarytmiczną:
Wnioski:
W ćwiczeniu badaliśmy obiekt pneumatyczny. Z obserwacji wykresów oraz przeprowadzonych pomiarów możemy stwierdzić, że obiekt miał charakter inercyjny (opóźniający). Wyznaczyliśmy jego stałą czasową T i wzmocnienie k, co pozwoliło na dokładniejsze określenie - iż jest to obiekt pierwszego rzędu o równaniu:
. Po wyznaczeniu charakterystyki statycznej obliczyliśmy współczynnik wzmocnienia: k = 0,75. Jak łatwo zauważyć wartość na wyjściu obiektu jest proporcjonalna do wartości na wejściu. Zatem współczynnik wzmocnienia, ani stała czasowa nie zależą od wielkości zadanej w członie inercyjnym. Im mniejsza stała T, tym krótszy stan nieustalony i układ szybciej osiągnie swoje założone wymagania. Znając wartości określone w przeprowadzonym ćwiczeniu możemy odpowiednio dobierać urządzenia do regulacji parametrów wyjściowych układów automatyki.