Системы с непосредственным подключением компьютера к экспериментальной установке

Для скорости

В установившемся режиме

откуда

для тока:

В установившемся режиме

т.е. I = I _c.

При одновременном воздействии по управлению и возмущению на основании эквивалентной структурной схемы обобщённой САУЭП с различными ОС можно записать для ООС/ _U:

Тогда в установившемся режиме имеем уравнение электромеханической характеристики, совпадающее с полученным ранее из статики:

Как и ранее, характер переходных процессов зависит от корней характеристического уравнения

В соответствии с критерием Гурвица необходимое условие устойчивости системы выполняется, т.е.

поскольку ООС/ _U влияет положительным образом на 3 коэффициента:, а достаточное условие

только усиливается при возрастании k _н.

Понизим порядок системы, приняв преобразователь безынерционным, т.е. положив Т _п=0. Тогда

или

где, – соответственно электромеханическая и электромагнитная постоянная времени замкнутой системы.

Комплексные корни характеристического уравнения 2-ого порядка:

Проанализируем соотношение постоянных времени при k _н→∞:

где – электромеханическая постоянная времени привода при работе на естественной характеристике (в разомкнутой системе).

Физически стремление k _н→∞ означает, что напряжение на якоре двигателя стабилизируется без ошибки, т.е. падение напряжения на внутреннем сопротивлении преобразователя отсутствует, и двигатель питается от сети бесконечной мощности, как на естественной характеристике.

Сравнение соотношений постоянных времени в дискриминанте для разомкнутой и замкнутой систем показывает, что

где знак равенства соответствует предельному соотношению при k _н→∞. Отсюда следует, что замкнутая система более колебательна, чем разомкнутая, причём при k _н→∞ переходные процессы стремятся к колебательности, которые возникают в случае работы на естественной характеристике (статический перепад в установившемся режиме также соответствует естественной характеристике).

Сказанное иллюстрируют переходные процессы, которые представлены на рисунках, расположенных ниже.

Строго говоря, анализ этих п.п. следует проводить, используя следующую структурную схему:

Здесь выделен двигатель с его параметрами и напряжение на выходе преобразователя.

• измерительные и исполнительные устройства установки являются, по сути, внешними устройствами компьютера. Они выполняются в виде отдельных плат и подключаются непосредственно к шине расширения (АЦП, ЦАП и т.д.).

• в качестве компьютеров используют персональный компьютер, рабочую станцию

К достоинствам подобных систем следует отнести:

• сравнительно низкая стоимость
• простота эксплуатации
• высокая достоверность

Несмотря на достоинства подобные системы используются только для автоматизации простых экспериментов, поскольку к шине компьютера можно подключить ограниченное число шин, а при большом числе внешних устройств время ожидания обслуживания может оказаться недопустимо большим.

4.2. Системы с подключением к компьютеру через промежуточное устройство (ЗУ и/или УУ).

• промежуточное устройство подключается к компьютеру с помощью специального контролёра (средство сопряжения компьютера с внешним устройством, управляющее обменом между ними)

В подобных системах ПУ может само регистрировать экспериментальные данные, выполнять их предварительную обработку, а возможно и управлять ходом эксперимента.

• В качестве ПУ – цифровой скоростной осциллограф или многоканальный анализатор импульсов (сложное устройство, предназначенное для регистрации временного и амплитудного распределения электрических импульсов).

Анализатор имеет свои собственные УУ, ЗУ и может работать автономно от компьютера.

К достоинству подобных систем относят:

• существенна снижена загрузка процессора компьютера и больше времени остаётся для обработки экспериментальных данных
• при сравнительно низком быстродействии компьютера ПУ может обеспечить временное разрешение ≈ 10, 100 пико секунд.

Недостатки:

• высокая стоимость
• в таких системах трудно развивать эксперимент (поскольку ПУ предназначено для выполнения только строго определённых задач)

Дата добавления: 2014-01-06