SERWOMECHANIZM

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zasadą działania i właściwościami ruchowymi serwomechanizmu.

1. Uproszczony schemat blokowy badanego serwomechanizmu.

Powyższy układ ma możliwość otwarcia pętli sprzężenia zwrotnego Y i Y` w celu wyznaczenia charakterystyk czasowych układu zamkniętego.

2. Wyznaczenie charakterystyk czasowych układu zamkniętego.

Do wyznaczenia tych charakterystyk zamykamy pętlę sprzężenia zwrotnego sygnału Y oraz obserwujemy jego zmiany na skok jednostkowy. Podobnie jak w układzie otwartym charakterystyki są wyznaczane dla 3 różnych nastaw wartości k i k₀, co odpowiada trzem różnym kolorom linii.

3. Badanie układu ze sprzężeniem tachometrycznym

W układzie zostały zamknięte obydwa sprzężenia zwrotne: sygnału Y oraz sygnału
. Za pomocą zmian wartości k i k₀ układ serwomechanizmu został doprowadzony do stałych drgań, następnie badaliśmy wpływ zmian wartości wzmocnienia k₀ i k_t na przebieg oscylującej wartości Y.

4. Badanie wpływu sprzężenia tachometrycznego na oscylacje sygnału Y

Układ serwomechanizmu został doprowadzony do niegasnących oscylacji sygnału Y przy zamkniętym torze sprzężenia zwrotnego tego sygnału. Następnie został zamknięty tor sprzężenia zwrotnego sygnału
.

6. Uwagi i wnioski.

Przy zdejmowaniu ch-tyk Y=f(t) i
=f(t) mieliśmy badać wpływ zmian współczynników wzmocnienia k i k₀ na przebieg Y=f(t), jednak podczas przebiegu tego badania przy zmniejszaniu k₀ zwiększaliśmy k co w wyniku powodowało pewną kompensację wzmocnienia, gdyż obydwa wzmacniacze znajdują się na jednym torze, więc wzmocnienie wypadkowe k_w=k·k₀. Z tego powodu charakterystyki zarejestrowane przez ploter są bardzo blisko siebie. Analizując kształt i części składowe toru przy badaniu Y=f(t) wnioskujemy, że wzrostowi parametrów k i k₀ powinna odpowiadać zwiększenie nachylenia charakterystyk, a tym samym zwiększeniu wartości k_v.

Po zamknięciu toru sprzężenia zwrotnego sygnału Y widzimy, że sygnał ten powoduje ustabilizowanie się układu tzn. silnik zatrzymuje się. Zastosowane w układzie ujemne sprzężenie zwrotne sygnału Y powoduje zmniejszenie nachylenia. Znając poziom na którym ustabilizował się sygnał Y możemy określić wartość sygnału zadanego Y_0. W stanie równowagi Y=Y₀.

Badając ch-ki czasowe układu z ujemnym tachometrycznym sprzężeniem zwrotnym badaliśmy wpływ zmian k₀ i k_t na zachowanie się oscylującego sygnału Y ( układ na granicy stabilności). Przy zmniejszeniu k₀ zmniejszyliśmy wartość wzmocnienia sygnału bezpośrednio przed silnikiem co spowodowało ustabilizowanie się układu: amplituda sygnału zmniejszyła się do zera, a okres gasnących drgań zmniejszył się : 2T>2T`, co jest bezpośrednim skutkiem zmniejszenia k<sub>0</sub>. Natomiast przy zmniejszeniu k<sub>t</sub> w torze ujemnego sprzężenia
nastąpił wzrost amplitudy oscylacji Y a zarazem okres drgań: 2T`>2T. Zmniejszenie k₀ spowodowało zmniejszenie wartości
dochodzącego do węzła sumacyjnego ze znakiem ujemnym. W tym przypadku zmniejszeniu
odpowiada wzrost wartości sygnału dochodzącego do silnika.

Ostatnim etapem ćwiczenia było badanie wpływu sprzężenia zwrotnego
na układ w stanie oscylacji Y. Załączenie toru
powoduje ustabilizowanie się układu. W rzeczywistości po załączeniu sprzężenia zwrotnego amplituda drgań silnika nie doszła do zera tylko zmniejszyła się kilkakrotnie. Drgania o tak niskiej amplitudzie nie zostały zarejestrowane przez ploter. Dopiero po małym zwiększeniu k_t układ ustabilizował się całkiem. Zastosowane sprzężenie tachometryczne powoduje tłumienie drgań układu.

Serwomechanizm

1