Материал: Д5328П Стегаличев Ю. Г. и др. Рабочая программа дисциплины т

Задача 1.2

На рис. 4 представлена конструкторская схема операционного усилителя на пневмоэлементах. Описание принципа действия прибора см. в разделе 3.2.4 и рис.. 17 в пособии [1]. Условные обозначения на схеме рис. 4 аналогичны обозначениям к задаче 2.1 данного пособия.

Рис. 4. Схема операционного усилителя, построенного на пневмоэлементах УСЭППА

Для реализации функциональной зависимости, представленной на рис. 5, 6, по Вашему варианту определите параметры настройки элементов схемы (положение переключателя П, значение проводимости ₂ и ₄ регулируемых пневмосопротивлений D2 и D4), а также настройку или диапазон изменения входных переменных Р₁, Р₂ и Р₃.

Проводимости ₂ и ₄ пневмосопротивления D2 и D4 следует выражать в процентах от величины открытия дросселя (0100%), считая шкалу линейной.

Контрольный пример решения задачи 1.2 приведен в прил. 1 к данному пособию.

Рис. 5 Функциональные зависимости Р_вых = f(P_вх) (варианты 05)

Рис. 6 Функциональные зависимости Р_вых = f(P_вх) (варианты 6-9, К1 и К2)

Задача 1.3

Приведите электрическую схему или упрощенное конструктивное исполнение электрических ТСА по Вашему варианту. Опишите состав и принцип действия устройства, область применения и назначение. Изобразите статическую и динамическую характеристики этого устройства:

0. Потенциометрическое задающее устройство [1].

1. Операционный блок суммирования с инверсией и без инверсии входного сигнала [1].

2. Тахогенераторы постоянного и переменного тока [3, 5].

3. Нейтральное электромагнитное реле постоянного тока [3].

4. Поляризованное электромагнитное реле [3].

5. Блок динамических преобразователей [1].

6. Путевой или конечный бесконтактный переключатель [3].

7. Электромагнитный соленоидный вентиль [3, 12].

8. Электродвигательный исполнительный механизм пропорционального действия [4, 12].

9. Шаговый электродвигатель синхронного типа [4].

При решении этой задачи рассмотрите по вариантам следующие вопросы:

По варианту 0 – опишите типы задающих устройств и их принципиальные отличия.

По варианту 1 – укажите, что такое операционный блок и какие операции он может реализовывать, как определяется его передаточная функция?

По варианту 2 – в чем состоит принципиальное отличие тахогенераторов постоянного и переменного тока с точки зрения статической характеристики?

По варианту 3 – в чем заключается принципиальное отличие электромагнитного реле постоянного тока от реле переменного тока с точки зрения конструкции магнитопровода?

По варианту 4 – укажите основные схемы соединения элементов магнитопровода.

По варианту 5 – на каких элементах возможна реализация блока динамических преобразований?

По варианту 6 – укажите принципы, положенные в основу работы бесконтактных переключателей.

По варианту 7 – в чем заключается принципиальное отличие соленоидного вентиля с замкнутой и разомкнутой магнитной цепью?

По варианту 8 – перечислите основные типы электрических исполнительных механизмов.

По варианту 9 – запишите передаточную функцию шагового электродвигателя, если за выходную координату взять угол поворота вала электродвигателя.

Задача 1.4

Потенциометрический задатчик [1] формирует статическую зависимость U_вых = f(X), где X – положение движка задатчика, %; U_вых – напряжение на выходе, В.

Рассчитайте и постройте статическую характеристику задатчика по техническим характеристикам, указанным в табл. 1 для Вашего варианта. Статическую характеристику необходимо рассчитать для режима “холостого хода” U_вых0 = f(X), когда сопротивление нагрузки на выходе задатчика равно бесконечности, а внутренним сопротивлением источника питания можно пренебречь, и для режима “под нагрузкой” U_вых. = f(X), когда на выходе подключено сопротивление, величина которого R_н указана в табл. 1 для Вашего варианта.

Таблица 1

Пример решения задачи 1.4 приведен в прил. 1 к данной работе.

Определите максимальное значение погрешности формирования функциональной зависимости U_вых = f(X), возникающей от влияния нагрузки. Числовое значение погрешности выразить :

 в абсолютной форме, В,

U_вых=U_выхl  U_вых0;

 в относительной форме, %,

 = .

В табл. 1 для Вашего варианта заданы технические характеристики, необходимые для расчета:

U_пит – напряжение источника питания задатчика, В; R_зад.min – сопротивление задатчика при положении движка X = 0%, кОм; R_зад.max – сопротивление задатчика при положении движка X = 100%, кОм; R_н – сопротивление нагрузки, подключаемой на выход задатчика.

Контрольная работа № 2

Работа включает в себя две задачи: первая – по разделам 1, 2, 3; вторая – по разделам 4, 5, 6 курса. Задание по каждой задаче дается в 10 вариантах. Задача предусматривает анализ и синтез характеристик модулей и приборов по конструктивным, структурным схемам и по характеристикам отдельных звеньев (элементов).

При выполнении этой работы Вам следует вспомнить разделы теории автоматического управления, связанные с декомпозицией слож-ных объектов на структурные звенья, статические и динамические характеристики которых известны, а также методы преобразования и свертки структурных схем с целью получения статической или динамической характеристики всего объекта.

Задача 2.1

На рис. 713 представлены конструктивные и структурные схемы модулей, собранных из пневматических элементов. Найдите уравнения статики, передаточные функции или уравнения динамики для всех звеньев, входящих в схему Вашего варианта.

Используя правила свертки, определите статические и динамические зависимости, связывающие выходные и входные переменные для модуля Вашего варианта. Преобразуйте полученные выражения к стандартной форме.

В качестве элементарных звеньев, образующих схему модуля на рис. 713, рассматриваются пневмоэлементы (мембраны, пневмосопротивления, пневмоемкости), а также некоторые узлы приборов (пакет мембран – сумматор давлений, рычажная передача – сумматор перемещений, проточная камера – сумматор расходов). Уравнение статики и динамические характеристики элементарных звеньев, образующих схему модуля, рассматриваются в разделах 3.1 и 3.2 пособия [1].

В прил. 1 к данному пособию имеется контрольный пример решения задачи 2.1.

Ниже приведены условные обозначения элементов и узлов на схемах рис. 713.

Рис. 7. Конструктивные и структурные схемы модулей (варианты 0 и 1)

Рис. 8. Конструктивные и структурные схемы модулей (варианты 2 и 3)

Рис. 9. Конструктивная и структурная схемы модулей (вариант 4)

Рис. 10. Конструктивная и структурная схемы модулей (вариант 5)

Рис. 11. Конструктивные и структурные схемы модулей (варианты 6 и 7)

Рис. 12. Конструктивная и структурная схемы модулей (вариант 8)

Рис. 13. Конструктивная и структурная схемы модулей (вариант 9)

Условные обозначения на схемах к задаче 2.1.