background image

 

Nr grupy: 

    

Imię i nazwisko studenta: 

 

Nr indeksu 

 

Data 

wykonania 

ćwiczenia

 

Temat ćwiczenia: 
Badanie liniowych  członów automatycznej  regulacji 

Ocena za wykonanie 

ćwiczenia 

 

Prowadzący ćwiczenie 

 

Podpis prowadzącego: 

 

 

Protokół pomiarowy 

 

Rys. 1. Schemat funkcjonalny stanowiska pomiarowego. 

 
 

Celem ćwiczenia jest : 

  zapoznanie  się  z  charakterystykami  częstotliwościowymi  oraz  czasowymi  układów 

inercyjnych rzędu I oraz III  

  zapoznanie  się  z  metodą  eksperymentalną  i  analityczną  określania  stabilności  układu 

inercyjnego rzędu III ze sprzężeniem zwrotnym 

 
Główną  częścią  stanowiska  pomiarowego  jest  zbiór  podstawowych  członów  UAR  badanych  z 
wykorzystaniem  komputera klasy PC współpracującego z kartą zbierania danych USB 4711A. 
Zadaniem karty jest pomiar wartości chwilowych przebiegów, których źródłem są układy badane 
oraz ich wprowadzenie do pamięci komputera w którym poddawane są analizie i zobrazowaniu z 
wykorzystaniem aplikacji napisanej w języku C#  na platformie Microsoft Visual Studio. 

 
Program ćwiczenia: 
1.  Obserwacja odpowiedzi układu inercyjnego rzędu I na skok jednostkowy. Obserwację należy 

przeprowadzić  z  wykorzystaniem  przebiegu  prostokątnego  o  odpowiednio  dobranej 
częstotliwości (okresie) oraz amplitudzie. Zarejestrować kształt przebiegu. 

2.  Pomiar parametrów charakterystyk częstotliwościowych trzech układów inercyjnych.  

Określone  parametry  zapisać  w  Tabeli  1  i  na  ich  podstawie  wyznaczyć  transmitancje 
operatorowe  układów  (w  tym  układu  z  regulowanym  wzmocnieniem).  Układy  połączyć 
zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 2. 

background image

 

PC z kartą 

pomiarową

Człon 

inercyjny 

rzędu I

Generator

Układ 

odwracający 

fazę

 

Rys. 2. Schemat blokowy do badania układu inercyjnego rzędu 1.  

Tabeli 1: Parametry charakterystyk układów inercyjnych I rzędu. 

Lp.  Typ układu 

Częstotliwość  Wzmocnie-

nie 

Przesunięcie 

fazowe 

Nachylenie 

charakteryst. 

   

[Hz] 

[V/V] 

[

o

dB/dec 

1  Układ inercyjny rzędu I 

Nr............... 

f

min

 (ok.10 Hz) 

 

 

 

 

 

-45

o

 

f

max

 (<5kHz) 

 

 

 

2  Układ inercyjny rzędu I 

Nr................ 

f

min

 (ok.10 Hz) 

 

 

 

 

 

-45

o

 

f

max

 (<5kHz) 

 

 

 

3  Układ inercyjny rzędu I 

z regulowanym 
wzmocnieniem 

f

min

 (ok.10 Hz) 

 

 

 

 

 

-45

o

 

f

max

 (<5kHz) 

 

 

 

 

3.  Pomiar  charakterystyk  częstotliwościowych  układu  inercyjnego  rzędu  I.  Wybrać  dowolny 

układ przebadany w punkcie 2. Wypełnić Tabelę II. 

 
Tabela  II  :  Wyniki  pomiarów  charakterystyk  częstotliwościowych  układu  inercyjnego 
rzędu I. 

f [Hz] 

K [V/V] 

 [

o

f [Hz] 

K [V/V] 

 [

o

10 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

max

  

 

 

 

background image

 

4.  Połączyć kaskadowo układy badane w punkcie 2 oraz sumator. Połączenia wykonać zgodnie 

ze schematem przedstawionym na rysunku 3.  

PC z kartą 

pomiarową

Człon 

inercyjny 

rzędu I

Generator

Sumator

Człon 

inercyjny 

rzędu I

Układ inercyjny  

rzędu I 

z regulowanym 
wzmocnieniem

 

Rys. 3. Schemat blokowy do badania układu inercyjnego rzędu III.  
 

5.  Obserwacja odpowiedzi układu inercyjnego rzędu III na skok jednostkowy (patrz p.1 –drugie 

zdanie). Zarejestrować kształt przebiegu za pomocą aparatu.  

6.  Pomiar  charakterystyk  częstotliwościowych  układu  inercyjnego  III  rzędu.  Wyniki  zapisać  w 

Tabeli 2.  

 

Tabela 2. 

f [Hz] 

K [V/V] 

 [

o

f [Hz] 

K [V/V] 

 [

o

10 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

max

  

 

 

 

7.  Połączenie układu inercyjnego rzędu III ze sprzężeniem zwrotnym. Połączyć elementy układu 

zgodnie ze schematem z rysunku 4. 

PC z kartą 

pomiarową

Układ 

inercyjny 

rzędu I

Generator

Sumator

Układ inercyjny  

rzędu I 

z regulowanym 
wzmocnieniem

Układ 

inercyjny 

rzędu I

Układ odwracający fazę

 

Rys. 4. Schemat blokowy do badania układu inercyjnego rzędu III ze sprzężeniem zwrotnym. 

background image

 

8.  Obserwacja  odpowiedzi  układu  inercyjnego  rzędu  III  ze  sprzężeniem  zwrotnym  na  skok 

jednostkowy (patrz p.1 –drugie zdanie). Zarejestrować kształt przebiegu za pomocą aparatu.  

 

Wykonanie sprawozdania. 

Sprawozdanie  z  przeprowadzonych  pomiarów  należy  wykonać  i  dostarczyć 

prowadzącemu ćwiczenie laboratoryjne w terminie przewidzianym regulaminem pracowni. 

 Sprawozdanie powinno zawierać: 
a)  Tabelę  nagłówkową.  Schemat  blokowy  stanowiska  pomiarowego.  Tabele  wyników 

pomiarów. Zarejestrowane obrazy charakterystyk i przebiegów. 

b)  Obliczone transmitancje układów inercyjnych rzędu I, układu inercyjnego III rzędu otwartego 

oraz zamkniętego. 

c)  Tabele Routha dla układu zamkniętego i ocenę stabilności. 
d)  Wykresy teoretycznych i pomierzonych charakterystyk częstotliwościowych. 
e)  Obliczenie  teoretycznego  wzmocnienia  układu  otwartego,  przy  którym  układ  zamknięty 

znajdował się na granicy stabilności i porównanie z wartością pomierzoną. 

f)  Analizę wyników i wnioski.