lab nr 1 - WSEiP

Wyższa Szkoła Ekonomii i Prawa w Kielcach im. prof. Edwarda Lipińskiego Wydział Informatyki

Kierunek: Informatyka Przedmiot:

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ Stopień studiów: I stopnia – inżynierskie System: niestacjonarny

Rok akademicki: 2012/2013 Forma zajęć: laboratorium

Podstawy automatyki

Ćwiczenie nr 1: Modelowanie członu proporcjonalnego

Czas wykonania 2 h Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zamodelowanie członu proporcjonalnego i wyznaczenie jego charakterystyk czasowych generowanych w odpowiedzi na wymuszenie skokowe, liniowe, impulsowe i sinusoidalnie zmienne. W trakcie ćwiczenia studenci nabędą wiedzę dotyczącą charakterystyk czasowych i transmitancji członu proporcjonalnego oraz związku pomiędzy nimi. Aparatura badawcza Aplikacja Electronics Workbench: źródło napięcia stałego, cyfrowy miernik uniwersalny, generator funkcyjny, oscyloskop dwukanałowy, człon proporcjonalny zamodelowany na dzielniku napięciowym Człon badany Tabela 1 Człon

Transmitancja operatorowa

Schemat elektryczny układu R1

proporcjonalny

G( s) =

U 2 (s) R2 =k= U 1 (s) R1 + R 2

x(t)=u1(t)

R2

y(t)=u2(t)

Harmonogram ćwiczenia 1. Zestawić wg tabeli 1 wskazany obwód oraz podłączyć źródło napięcia stałego i miernik uniwersalny - Układ pomiarowy 1. 2. Przebadać trzy różne człony proporcjonalne: a) R1= 5 kΩ, R2= 5 kΩ b) R1= 15 Ω, R2= 5 Ω c) R1= 4 MΩ, R2= 16 MΩ Wartość napięcia źródła napięciowego dla każdego przypadku zmieniać od 2V do 12 V, ze skokiem 2V.

1

Układ pomiarowy 1

3. Zmierzyć wartości napięć wejściowych i wyjściowych dla poszczególnych przypadków – wyniki zestawić w tabelach. 4. Zestawić wg tabeli 1 wskazany obwód oraz podłączyć generator i oscyloskop dwustrumieniowy – układ pomiarowy 2 Układ pomiarowy 2

5. Przebadać trzy różne człony proporcjonalne: a) R1= 10 kΩ, R2= 10 kΩ b) R1= 35 Ω, R2= 15 Ω c) R1= 40 MΩ, R2= 60 MΩ 6. Do wejścia badanego obiektu doprowadzić kolejno sygnał (częstotliwość 1 Hz, amplituda 10 V) skokowy (przebieg prostokątny, współczynnik wypełnienia 90%, zbocze narastające), liniowy (przebieg prostokątny, współczynnik wypełnienia 90%, zbocze narastające), impulsowy (przebieg prostokątny, współczynnik wypełnienia 1%, zbocze narastające) oraz sinusoidalnie zmienny, aby można było zaobserwować charakterystyki czasowe. 7. Zdjąć charakterystyki czasowe z wejścia i wyjścia. Określić wartości napięć wejściowych i wyjściowych dla poszczególnych przypadków – wyniki zestawić w tabelach. 8. Określić różnice pomiędzy wielkościami zmierzonymi i obliczonymi oraz ustosunkować się do różnych ich wartości

2

Tabele pomiarowe

Lp. 1. 2. 3. 4. 5. 6. …

Uwe [V]

Uwy

R1= …….., R2= ……. [V] G(s)pom

G(s)obl

Wytyczne do sporządzania sprawozdania z ćwiczenia 1 1. Opisać na podstawie studiów literaturowych własności badanego członu proporcjonalnego oraz określić jego odpowiedź na wymuszenie skokowe 2. Wyznaczyć transmitancję operatorową układu wg wzoru (tabela 1) 3. Wyznaczyć transmitancję operatorową na podstawie pomiarów 4. Narysować charakterystyki: wejściową i wyjściową dla badanego członu 5. Dokonać analizy porównawczej uzyskanych wyników pomiarowych z wynikami obliczeniowymi Podstawowa 1. Buczek B.: Ćwiczenia z automatyki i robotyki w Excelu. Mikom, Warszawa 2002. 2. Chłędowski M., Pieniążek J.: Podstawy automatyki w ćwiczeniach i zadaniach. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2004. 3. Horla D.: Podstawy automatyki. Ćwiczenia rachunkowe. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2004. Uzupełniająca 1. Awrejcewicz J., Wodzicki W.: Podstawy automatyki. Teoria i przykłady. Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź 2001. 2. Zdanowicz R.: Podstawy robotyki. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2001.

3