Στην περίπτωση που έχουμε δυο εισόδους (V 1 και V 2 ) στην είσοδο του τελεστικού ενισχυτή, όπως το παρακάτω σχήμα :

HTML
DOWNLOAD

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Στην περίπτωση που έχουμε δυο εισόδους (V 1 και V 2 ) στην είσοδο του τελεστικού ενισχυτή, όπως το παρακάτω σχήμα :"

Σέργιος Μακρής
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΑΣΚΗΣΗ η ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΣΕΡΒΟΚΙΝΗΤΗΡΑ DC ΜΕ ΜΟΝΙΜΟ ΜΑΓΝΗΤΗ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΚΕΡΔΟΥΣ ΣΤΟΝ ΕΛΕΓΧΟ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ Α. ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΗ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥ ΕΝΙΣΧΥΤΗ Σε προηγούμενη άσκηση εξετάσαμε την λειτουργία του τελεστικού ενισχυτή ως αθροιστή και πως με αυτή την λειτουργία χρησιμοποιείται ως συγκριτής σε ένα σύστημα κλειστού ελέγχου. Στο παρακάτω σχήμα του τελεστικού ενισχυτή, η Vo έχει ένα εύρος μεταξύ -V και V που καθορίζεται από την διαθέσιμη τάση τροφοδοσίας - V / V / +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. Στην περίπτωση που έχουμε δυο εισόδους (V και V ) στην είσοδο του τελεστικού ενισχυτή, όπως το παρακάτω σχήμα : τότε η έξοδος Vo δίνεται από την σχέση : Η Vi μπορεί να αποτελείται από περισσότερες από μια τάσεις εισόδου V και V. Τότε η έξοδος θα είναι το άθροισμα των V και V επί το αντίστοιχο κέρδος. Σε προηγούμενη άσκηση είδαμε ότι υπάρχει διαφορά μεταξύ των θεωρητικών και πραγματικών τιμών που οφείλεται : Σε σφάλματα μέτρησης εξαιτίας των οργάνων μέτρησης (βολτόμετρα) ή σφάλμα παρατήρησης Την ανοχή των τιμών των αντιστάσεων οι οποίες δεν έχουν ακριβώς τις ονομαστικές τιμές. Μια δεύτερη πρακτική είναι να εξετάσουμε το αποτέλεσμα της αύξησης της αντίστασης ανάδρασης R σε σχέση με την αντίσταση εισόδου R.

Για την πειραματική επαλήθευση του παραπάνω πραγματοποιείστε διαδικασία : την παρακάτω. Συνδέστε το τροφοδοτικό, τον εξασθενητή και τον τελεστικό ενισχυτή όπως δείχνει το παρακάτω σχήμα.

2 Για την πειραματική επαλήθευση του παραπάνω πραγματοποιείστε διαδικασία : την παρακάτω. Συνδέστε το τροφοδοτικό, τον εξασθενητή και τον τελεστικό ενισχυτή όπως δείχνει το παρακάτω σχήμα. Θέτουμε τον επιλογέα ανατροφοδότησης του ενισχυτή σε external feedback. Το πάνω ποτενσιόμετρο χρησιμοποιείται για την μεταβολή του αντιστάτη R που θα μεταβάλει το κέρδος.. Εφαρμόστε είσοδο +V και μετρείστε την Vο για τις θέσεις και του πάνω ποτενσιόμετρου. Σημειώστε τις τιμές στον παρακάτω πίνακα : Vi Θέση της R Vo Vo/Vi V V. Συμπληρώστε τον παραπάνω πίνακα υπολογίζοντας το αντίστοιχο κέρδος σε κάθε περίπτωση. Μεταβάλλεται πολύ το κέρδος; Αιτιολογείστε την απάντησή σας. Για να απαντήστε στο ερώτημα λάβετε υπόψη το παρακάτω κύκλωμα. Μια εναλλακτική διάταξη φαίνεται στο παρακάτω σχήμα στην οποία εάν α είναι το κλάσμα της τάσης κατά μήκος του ποτενσιομέτρου τότε το συνολικό κέρδος είναι περίπου /α, αν R =R.

Για την πειραματική επαλήθευση του παραπάνω πραγματοποιείστε διαδικασία : την παρακάτω. Τροποποιείστε το κύκλωμα του προηγούμενου πειράματος όπως δείχνει το παρακάτω σχήμα.

3 Για την πειραματική επαλήθευση του παραπάνω πραγματοποιείστε διαδικασία : την παρακάτω. Τροποποιείστε το κύκλωμα του προηγούμενου πειράματος όπως δείχνει το παρακάτω σχήμα. Διαφορά υπάρχει μόνο στο πάνω ποτενσιόμετρο. Ο επιλογέας ανατροφοδότησης του ενισχυτή παραμένει σε external feedback. Στην συγκεκριμένη περίπτωση το πρώτο ποτενσιόμετρο συνδέεται με την έξοδο του τελεστικού ενισχυτή και V και η μεταβαλλόμενη τάση του δρομέα ως είσοδος του τελεστικού ενισχυτή, με προσοχή ο επιλογέας ανατροφοδότησης του ενισχυτή να παραμένει σε external feedback.. Μετρείστε και σημειώστε τις τιμές της Vο για τις τιμές του παρακάτω πίνακα Συμπληρώστε και το αντίστοιχο κέρδος. Τιμή ποτενισομέτρου Τιμή ποτενισομέτρου ( Vi) V V V V V V V V Vo Κέρδος Vo / Vi Κέρδος (θεωρητικά). Υπολογίστε και σημειώστε στον παραπάνω πίνακα και τη θεωρητική τιμή του κέρδους. Όταν το ποτενσιόμετρο είναι στη θέση τότε η τιμή του α είναι περίπου /. Τότε το συνολικό κέρδος είναι /α=-.. Συγκρίνετε τις πειραματικές με τις θεωρητικές τιμές του παραπάνω πίνακα. Συμφωνούν τα αποτελέσματα σε όλες τις περιπτώσεις ή στις περισσότερες; Αν σε κάποιες περιπτώσεις διαφέρουν πολύ, εξηγείστε το λόγο. Η συσκευή OUA χρησιμοποιεί ένα σύνηθες ολοκληρωμένο κύκλωμα τελεστικού ενισχυτή το, που χρησιμοποιείται ευρέως τόσο στην βιομηχανία όσο και σε άλλες εφαρμογές.

4 Β. ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΚΕΡΔΟΥΣ ΣΤΟΝ ΕΛΕΓΧΟ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΕΝΟΣ ΣΕΡΒΟΚΙΝΗΤΗΡΑ Την εναλλακτική υλοποίηση του τελεστικού ενισχύτη με την μεταβολή του κέρδους (gain) θα την χρησιμοποιήσουμε για τον έλεγχο της ταχύτητας σε ένα κλειστό σύστημα σερβοκινητήρα που είδαμε στην η άσκηση, ώστε να διαπιστώσουμε αν βελτιώνεται ο έλεγχος της ταχύτητας. Πιο συγκεκριμένα θα εξετάσουμε πως η μεταβολή του κέρδους θα προκαλέσει μια μεταβολή του σφάλματος Vo, έτσι ώστε για κάθε αλλαγή φορτίου, η πτώση της ταχύτητας θα μειωθεί με την αύξηση του κέρδους, όπως φαίνεται ενδεικτικά στο παρακάτω σχήμα : Για τον έλεγχο του κέρδους χρησιμοποιούμε το παρακάτω κύκλωμα το οποίο έχει ένα ίσο με : /α Για την πειραματική διαδικασία του παραπάνω πραγματοποιείστε διαδικασία : την παρακάτω. Συνδέστε το κύκλωμα όπως δείχνει το παρακάτω σχήμα. Θέτουμε τον επιλογέα ανατροφοδότησης του ενισχυτή σε external feedback. Το πάνω ποτενσιόμετρο χρησιμοποιείται για την μεταβολή του αντιστάτη R που θα μεταβάλει το κέρδος.

5 . Αρχικά θέστε το κέρδος στη μονάδα, τοποθετώντας το επάνω ποτενσιόμετρο στη θέση και ρυθμίστε την τάση εισόδου αναφοράς έτσι ώστε ο σερβοκινητήρας να περιστρέφεται με rpm. Καταγράψτε τις ενδείξεις της τάσης αναφοράς V in, τάσης σφάλματος V e και της τάσης της ταχογεννήτριας, χρησιμοποιώντας τα βολτόμετρα, στο εύρος των θέσεων του και στην συνέχεια καταγράψτε τα αποτελέσματά σας στον παρακάτω πίνακα. Προσέξτε ώστε να μην ξεπεράσετε τα Α στο τροφοδοτικό. Θέση ΤΑΧΥΤΗΤΑ rpm - ΤΑΣΗ ΑΝΑΦΟΡΑΣ : ΚΕΡΔΟΣ :. Επαναλάβετε για ταχύτητα rpm

6 Θέση ΤΑΧΥΤΗΤΑ rpm - ΤΑΣΗ ΑΝΑΦΟΡΑΣ : ΚΕΡΔΟΣ :. Επαναλάβετε τις μετρήσεις για κέρδος, θέτοντας το κέρδος του ποτενσιόμετρου στη θέση. Θέση Θέση ΤΑΧΥΤΗΤΑ rpm - ΤΑΣΗ ΑΝΑΦΟΡΑΣ : ΚΕΡΔΟΣ : ΤΑΧΥΤΗΤΑ rpm - ΤΑΣΗ ΑΝΑΦΟΡΑΣ : ΚΕΡΔΟΣ :

7 . Σχεδιάστε τα αποτελέσματα σε γραφήματα ς Σφάλματος σε σχέση με την Θέση Φρένου, ς σε σχέση με τη Θέση Φρένου και τος σε σχέση με την Θέση για τις τιμές κερδών και (τόσο στην περίπτωση αρχικής ταχύτητας rpm, όσο και rpm). Σχολιάστε τα αποτελέσματα. Γ. ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΚΕΡΔΟΥΣ ΣΤΗΝ ΝΕΚΡΗ ΖΩΝΗ Το επόμενο βήμα με το ίδιο κύκλωμα είναι να εξετάσουμε μία παράμετρο που μας ενδιαφέρει σχετικά με την απόδοση και αυτή είναι το ελάχιστο σήμα που απαιτείται ώστε να αποκριθεί ο κινητήρας, που ονομάζεται «νεκρή ζώνη». Για να παρατηρήσουμε την επίδραση του κέρδους στη νεκρή ζώνη θέτουμε το φρένο στη θέση μηδενικού φορτίου και ρυθμίστε την τιμή του κέρδους στο. Σταδιακά αυξήστε με αργό ρυθμό την τιμή της τάσης αναφοράς μέχρι ο κινητήρας να ξεκινήσει να περιστρέφεται και στην συνέχεια μετρήστε την τιμή της τάσης αναφοράς, καταγράφοντας τα αποτελέσματα στον ακόλουθο πίνακα Επαναλάβετε την διαδικασία για κέρδος και στην συνέχεια επαναλάβετε για κέρδος με το μαγνητικό φρένο στις θέσεις και. Θέση Κέρδος αναφοράς σε volts (V in ) Σχολιάστε τα αποτελέσματα και συγκεκριμένα την μεταβολή της νεκρής ζώνης με την αύξηση του κέρδους και του φορτίου.

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