3η Α Σ Κ Η Σ Η ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ D.C. ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΚΛΕΙΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Α. ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΩΣ ΣΤΟΙΧΕΙΟ ΣΥΓΚΡΙΣΗΣ

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "3η Α Σ Κ Η Σ Η ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ D.C. ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΚΛΕΙΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Α. ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΩΣ ΣΤΟΙΧΕΙΟ ΣΥΓΚΡΙΣΗΣ"

Αντιγόνη Κυπραίος
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 η Α Σ Κ Η Σ Η ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ D.C. ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΚΛΕΙΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Α. ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΩΣ ΣΤΟΙΧΕΙΟ ΣΥΓΚΡΙΣΗΣ ΣΚΟΠΟΣ : Σκοπός της άσκησης είναι η μελέτη του βασικού στοιχείου ενός κλειστού συστήματος του συγκριτή - Άθροιση με τελεστικό ενισχυτή ΘΕΩΡΙΑ :. Συγκριτές Σε αυτή την άσκηση εξετάζουμε τη συμπεριφορά των συγκριτών και τη χρήση τους στα συστήματα ελέγχου. Ένα απλό σύστημα αυτομάτου ελέγχου είναι η θερμοστατικά ελεγχόμενη ηλεκτρική θερμάστρα που χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση της θερμοκρασίας ενός δωματίου. Σε ένα τέτοιο σύστημα έχουμε να κάνουμε με δύο θερμοκρασίες, την πραγματική και την επιθυμητή. Στο θερμοστάτη, αν η πραγματική θερμοκρασία είναι μεγαλύτερη από την επιθυμητή, το διμεταλλικό έλασμα θα λυγίσει κατάλληλα για να ανοίξει η ηλεκτρική επαφή και να πάψει να διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα. Αν η πραγματική θερμοκρασία είναι μικρότερη από την επιθυμητή η ηλεκτρική επαφή θα παραμείνει κλειστή και θα εξακολουθήσει να διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα ώστε να ανέβει η θερμοκρασία του δωματίου. Ο θερμοστάτης (σχήμα ) μπορεί να θεωρηθεί ότι εκτελεί συνεχώς τον υπολογισμό: Αν x-y>, η επαφή παραμένει ανοικτή Αν x-y, η επαφή παραμένει κλειστή όπου x η θέση της επαφής και y η θέση της επαφής στο διμεταλλικό έλασμα Σχήμα Ένα τέτοιο σύστημα ελέγχου μπορεί να επανασχεδιαστεί όπως στο σχήμα, όπου, χρησιμοποιώντας το θερμοστάτη, μπορούμε να μετρήσουμε την πραγματική θερμοκρασία (sensor B) και να τη συγκρίνουμε με την επιθυμητή θερμοκρασία (sensor A). Το κλείσιμο των επαφών κάνει την ηλεκτρική τροφοδοσία να ενεργεί ως ο Ελεγκτής που θερμαίνει τον Ενεργοποιητή, έτσι ώστε η Διαδικασία, π.χ. η ατμόσφαιρα του δωματίου, να γίνεται θερμότερη. Ο θερμοστάτης συχνά ονομάζεται bang bang συσκευή επειδή είναι ή ανοικτός ή κλειστός. Σε πολλές

2 εφαρμογές οι αισθητήρες Α και Β παράγουν τάσεις ανάλογες με τις επιθυμητές και πραγματικές καταστάσεις της διαδικασίας. Τελεστικοί Ενισχυτές Σχήμα Μια ηλεκτρονική συσκευή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σύγκριση αναλογικών τάσεων είναι ο Τελεστικός Ενισχυτής. Πρόκειται για έναν υψηλού κέρδους, μικρής ολίσθησης DC ενισχυτή που είναι σχεδιασμένος να είναι ανεξάρτητος από τις μεταβολές της τάσης τροφοδοσίας. Το πλεονέκτημα ενός ενισχυτή με πολύ υψηλό κέρδος, της τάξης του, είναι ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ένα απλό κύκλωμα που μπορεί να εκτελεί μαθηματικές πράξεις με μεγάλο βαθμό ακριβείας. Στο σχήμα., η Vο έχει ένα εύρος ±V, που καθορίζεται από τη διαθέσιμη τάση τροφοδοσίας ±V. Έτσι η Va είναι πάντα πολύ μικρή και μπορεί να θεωρείται μηδενική. Επίσης, εξαιτίας της υψηλής εμπέδησης εισόδου, μπορεί να θεωρηθεί ότι δεν εισέρχεται ρεύμα στις εισόδους του ενισχυτή.

Η Vi μπορεί να αποτελείται από περισσότερες από μια τάσεις εισόδου V και V (σχήμα.). Τότε η έξοδος θα είναι το άθροισμα των V και V επί το αντίστοιχο κέρδος. ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ.

3 Η Vi μπορεί να αποτελείται από περισσότερες από μια τάσεις εισόδου V και V (σχήμα.). Τότε η έξοδος θα είναι το άθροισμα των V και V επί το αντίστοιχο κέρδος. ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ. Συνδέστε το τροφοδοτικό, τον εξασθενητή και τον τελεστικό ενισχυτή όπως δείχνει το παρακάτω σχήμα. Θέστε τον επιλογέα ανατροφοδότησης του ενισχυτή στα kω.. Συνδέστε βολτόμετρα στις δύο εισόδους του ενισχυτή (σε σχέση με τη γείωση). Ρυθμίστε κατάλληλα τα δύο ποτενσιόμετρα ώστε τα βολτόμετρα να δείχνουν μηδέν.. Συνδέστε βολτόμετρο στην έξοδο Vο του ενισχυτή (σε σχέση με τη γείωση). Ρυθμίστε το zero set του ενισχυτή ώστε το βολτόμετρο να δείχνει μηδέν.. Διατηρείστε την V στο μηδέν και ρυθμίστε μέσω του ποτενσιόμετρου την V στα +V. Μετρείστε την έξοδο V ο και σημειώστε τις τιμές στον παρακάτω πίνακα Εφαρμόστε διάφορες τάσεις τόσο θετικές όσο και αρνητικές στην V διατηρώντας πάντα την V μηδενική. Σημειώστε τις τιμές στον παρακάτω πίνακα. Επαναλάβετε μεταβάλλοντας την V και διατηρώντας την V μηδενική. Τέλος μεταβάλλετε και την V και την V. V V V o V o (ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ)

4 . Συμπληρώστε τον παραπάνω πίνακα υπολογίζοντας και θεωρητικά την τάση Vο σε κάθε περίπτωση. Προσοχή στα πρόσημα των V και V.. Συγκρίνετε τις πειραματικές με τις θεωρητικές τιμές. Για ποιους λόγους μπορεί να διαφέρουν; Β. ΕΛΕΓΧΟΣ DC ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΣΕ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΛΕΙΣΤΟΥ ΒΡΟΧΟΥ ΣΚΟΠΟΣ : Σκοπός της άσκησης είναι η χάραξη των χαρακτηριστικών ταχύτητας / ροπής φορτίου του D.C. κινητήρα με έλεγχο στο τύμπανο και με έλεγχο στο πεδίο όταν έχουμε σύστημα κλειστού βρόχου. ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ A. Έλεγχος στο τύμπανο. Πραγματοποιήστε τη συνδεσμολογία του κλειστού συστήματος που φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Σχήμα. Τοποθετήστε το φρένο στη κλίμακα. Θέσετε το διακόπτη του τελεστικού ενισχυτή στην πρώτη θέση αριστερά (συνδεσμολογία αθροιστή) και το κομβίο του ποτενσιομέτρου εισόδου στη θέση. Ανοίξτε το τροφοδοτικό.

5 . Αν η έξοδος του τελεστικού ενισχυτή δεν είναι μηδέν (μετρήστε την με το βολτόμετρο) μηδενίστε τη από τη θέση SET AMP. ZERO. Α. Στρέψτε το κομβίο του ποτενσιομέτρου αργά μέχρις ότου αρχίσει να περιστρέφεται ο κινητήρας και σημειώστε τη θέση αυτή. Αντιστρέψτε προσωρινά τις συνδέσεις (,) της ταχογεννήτριας και σχολιάστε το αποτέλεσμα δικαιολογώντας την απάντησή σας. Α. Στρέψτε το κομβίο του ποτενσιομέτρου μέχρις ότου το αμπερόμετρο του τροφοδοτικού δείξει Α. Για κάθε υποδιαίρεση του φρένου μετρείστε τη τάση εξόδου της ταχογεννήτριας και την έξοδο του τελεστικού ενισχυτή (σήμα σφάλματος). Καταγράψτε τις τιμές σε πίνακα. ΕΛΕΓΧΟΣ ΣΤΟ ΤΥΜΠΑΝΟ ΜΕ ΦΟΡΤΙΟ (ΚΛΕΙΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ) ΕΙΣΟΔΟΥ ΑΡΓΗ ΓΡΗΓΟΡΗ ΘΕΣΗ ΦΟΡΤΙΟΥ ΣΥΓΚΡΙΤΗ ΕΞΟΔΟΥ ΤΑΧΥΤΗΤΑ (rpm) ΡΕΥΜΑ (Α) Α. Χαράξτε τις χαρακτηριστικές ταχύτητας / ροπής και σήμα σφάλματος / ροπής. Α. Συγκρίνετε με την αντίστοιχη καμπύλη της άσκησης.

6 Β. Έλεγχος στο πεδίο. Κάνετε τις απαραίτητες αλλαγές συνδέσεων για να έχουμε έλεγχο στο πεδίο. Β. Επαναλάβετε το βήμα Α. ΕΛΕΓΧΟΣ ΣΤΟ ΠΕΔΙΟ ΜΕ ΦΟΡΤΙΟ (ΚΛΕΙΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ) ΕΙΣΟΔΟΥ ΑΡΓΗ ΓΡΗΓΟΡΗ ΘΕΣΗ ΦΟΡΤΙΟΥ ΣΥΓΚΡΙΤΗ ΕΞΟΔΟΥ ΤΑΧΥΤΗΤΑ (rpm) ΡΕΥΜΑ (Α) Β. Χαράξτε τις χαρακτηριστικές ταχύτητας /ροπής και σήματος σφάλματος / ροπής. Β. Συγκρίνετε με την αντίστοιχη καμπύλη της άσκησης. Β. Συγκρίνετε τις καμπύλες των τμημάτων Α και Β. Υπάρχει διαφορά ; Αν ναι, που οφείλεται ;

Σχετικά έγγραφα

Άσκηση 2: Τελεστικός Ενισχυτής. Αντικείμενο. Απαιτούμενες Θεωρητικές Γνώσεις. 2.1 Συγκριτές

Άσκηση 2: Τελεστικός Ενισχυτής. Αντικείμενο. Απαιτούμενες Θεωρητικές Γνώσεις. 2.1 Συγκριτές Εργαστήριο Συστημάτων Αυτομάτου Ελέγχου Άσκηση Τελεστικός Ενισχυτής Άσκηση : Τελεστικός Ενισχυτής Αντικείμενο ) Άθροιση με τελεστικό ενισχυτή ) Έλεγχος κέρδους τελεστικού ενισχυτή Απαιτούμενες Θεωρητικές