НТЦ-09.01 «Элементы систем автоматического регулирования»

Учебный лабораторный стенд предназначен для использования в качестве учебного оборудования в учреждениях высшего, среднего специального и профессионально-технического образования при проведении лабораторных и практических занятий.

 
Категория:
Конструктивно стенд состоит из корпуса, в который установлена часть электрооборудования, электронные платы, лицевая панель. На лицевой панели стенда размещены элементы управления (кнопки, тумблеры, переменные резисторы), гнёзда для подключения соединительных проводов, USB-разъём.

Стенд позволяет получить базовые и углубленные профессиональные знания и навыки по:

  • исследованию автоматических систем управления;
  • настройке натурного ПИД-регулятора, автоматической системы управления на основе микропроцессорного измерителя-регулятора ТРМ.

Функционально лицевая панель стенда разбита на несколько участков:

  • Участок с динамическими звеньями. В центральной части участка нанесена принципиальная схема включения. В нижней части расположены ручки задания коэффициентов звеньев, панель подключения двухканального USB-осциллографа, панель подключения функционального генератора;
  • Участок эмулятора печки ЭП. Эмулятор представляет собой печатную плату в корпусе из прозрачного пластика. На плате расположен нагреватель мощностью 10 Вт, внутри которого находится термосопротивление ТСМ 50М. Над эмулятором расположены индикаторы для отображения текущей температуры нагревателя и времени, которое истекло с начала эксперимента;
  • Участок ТРМ представлен непосредственно самим измерителем-регулятором.

Система измерения включает двухканальный USB-осциллограф с полосой пропускания 10 МГц, скоростью выборки 100 МВ/с (в масштабе реального времени), эквивалентной выборкой 2 ГВ/с, (скорость потоковой USB выборки – 1 МВ/с), буфером памяти на 8 тыс. выборок (разделяемыми между активными каналами) и цифровой прибор, который позволяет измерять температуру и время.

На панели стенда имеются специальные гнезда для подключения к измерительным входам 2х-канального USB-осциллографа, с помощью которых имеется возможность снимать осциллограммы сигналов на контрольных точках.

Для подключения стенда к персональному компьютеру или ноутбуку на лицевой панели стенда установлен USB-разъём.

Для обеспечения высокого качества функционирования микропроцессорных датчиков и достижения требуемой точности измерений стенд содержит специальную систему защиты от помех.

Перед проведением экспериментальных исследований на стенде в лабораторных работах производится компьютерное моделирование соответствующих объектов. Все компьютерные модели, собранные в программной среде Scilab, поставляются в комплекте с методическими указаниями к лабораторным работам.

К стенду прилагается:

  • комплект методической и технической документации, предназначенный для преподавательского состава;
  • программное обеспечение.

Перечень выполняемых работ

  1. Определение переходных функций типовых динамических звеньев автоматических систем управления, снятие частотных и фазовых характеристик.
    Помимо экспериментальных исследований на стенде в лабораторной работе проводится испытание компьютерных моделей типовых динамических звеньев, которые позволяют снимать и анализировать их переходные, частотные и фазовые характеристики.
  2. Определение передаточного коэффициента и переходной функции элементов автоматической системы управления: объект управления, усилитель мощности, обратная связь.
    При выполнении лабораторной работы проводится исследование компьютерной модели ПИД-регулятора и объекта управления, а также аналогичные натурные испытания на стенде.
  3. Устойчивость линейной автоматической системы управления с регулятором пропорционального действия.
    Перед проведением натурных испытаний на стенде выполняется компьютерное моделирование замкнутых систем управления:
    – с инерционным звеном ОУ;
    – с колебательным звеном ОУ.
    Моделирование позволяет получать частотные диаграммы (АФЧХ, ЛАХ и ЛЧХ), а также наблюдать переходные процессы.
  4. Определение показателей качества САР.
    По полученным в предыдущей лабораторной работе переходным характеристикам замкнутой системы анализируются прямые показатели качества САР, а также определяются показатели качества САР с инерционным звеном с помощью интегральной оценки.
  5. Исследование системы с промышленным ПИД-регулятором.
    В лабораторной работе производится настройка виртуального ПИД-регулятора автоматической системы управления, модель которой построена в программной среде Scilab, и натурного ПИД-регулятора, встроенного в стенд.

Технические характеристики

Питание 1~220 В, 50 Гц
Потребляемая мощность, Вт, не более 100
Габаритные размеры стенда, не более
  ширина, мм 600
  высота, мм 1000
  глубина, мм 450
Вес стенда, кг, не более 25

Комплектность

  • учебный лабораторный стенд – 1 шт.;
  • паспорт – 1 шт.;
  • cопроводительные материалы в электронном виде – 1 шт.;
  • комплект перемычек – 1 шт.;
  • USB-кабель – 1 шт.

Дополнительное оборудование

Необходимое дополнительное оборудование: