Министерство образования Российской Федерации
Магнитогорский государственный технический университет
им. Г.И. Носова
Кафедра промышленной кибернетики и систем управления
Определение статических и динамических характеристик объекта управления
Инструкция к лабораторной работе
по дисциплине «Введение в специальность»
для студентов специальности 210200
Магнитогорск
2004
Составитель Ю.С. Артамонов
Определение статических и динамических характеристик объекта управления. Инструкция к лабораторной работе по дисциплине «Введение в специальность» для студентов специальности 210200. Магнитогорск: МГТУ, 2004. 10 с.
Материалы инструкции знакомят студентов с начальными основными сведениями о характеристиках типичных объектов САУ и методах их определения в условиях реальных объектов.
Рецензент: В.М. Дубинин
© Ю.С. Артамонов, 2004
Лабораторная работа №11
Определение статических и динамических
характеристик объекта управления
Цель работы: определить коэффициент передачи, постоянную времени объекта и запаздывание электрического нагревателя.
Приборы и материалы: специализированный лабораторный стенд для исследования системы автоматического управления (САУ) температурой нагревателя.
1. Основные сведения об объектах управления
Объект автоматического управления представляет собой сложное звено, совместно с которым работает регулирующее устройство (РУ). В это звено входит рассматриваемый участок технологического агрегата, средства измерения выходной величины, а также регулирующий орган (РО), управляющий пода-чей вещества или энергии по команде РУ. РУ, как правило, воздействует на РО через исполнительный механизм (ИМ).
Входной величиной объекта является положение РО. Поэтому возможная нелинейность характеристики РО отражается в характеристиках объекта.
Особенностью систем регулирования промышленных объектов является относительно малая инерционность РУ по сравнению с инерционностью объектов.
Объект регулирования характеризуется статической и динамическими характеристиками.
Статическая характеристика представляет собой зависимость установившегося значения выходной величины объекта от положения РО.
Одной из динамических характеристик является характе-ристика разгона объекта (кривая разгона), которая может быть получена как аналитически, так и экспериментально.
Характеристикой разгона объекта называется изменение выходной регулируемой величины объекта x в функции времени, вызванное подачей на вход объекта ступенчатого воздействия величиной y при условии, что до момента подачи этого воз-действия объект находился в равновесном состоянии. При линей-ном или близком к линейному объекте обычно достаточно иметь лишь одну характеристику, полученную при воздействии РО, из которой могут быть найдены коэффициент передачи объекта (па-раметр статической характеристики) и динамические параметры.
Пример кривой разгона объекта приведён на рис. 1. По кривой разгона определяют следующие параметры.
Коэффициент передачи. Для статического объекта коэффициент передачи kо представляет собой изменение выходной величины объекта x при переходе из начального в новое установившееся состояние, отнесённое к единице возмущения на входе. Единицей возмущения принято считать 1% хода РО или единицу изменения расхода регулирующей среды. Коэффициент передачи определяется по кривой разгона как
где x(0) – значение выходной величины в начальном установив- шемся состоянии;