Elementi AutomatizacijeLaboratorijske vježbe

2. Određivanje prijenosne funkcije elemenata automatizacije snimanjem odziva

Elektrotehnički odjelZavod za Automatizaciju i Procesno Računarstvo

2.1. Teorijske osnove• Prijenosna funkcija

– odnos izlazne i ulazne veličine u Laplaceovom području:

– definira element sa stajališta regulacije• zanemaruje se fizikalna priroda procesa• različiti procesi – jednake prijenosne funkcije

– određuje se iz poznatih oblika pobude i odziva• eksperimentalno određivanje prijenosne funkcije

• Vremenski odziv– vremenska ovisnost izlazne pojave o poznatoj ulaznoj

veličini• standardne ulazne veličine – step, ramp, sinusna funkcija, impulsna

pobuda

2.2. Zadatak (1)• Odrediti prijenosnu funkciju snimanjem odziva na

skokovitu pobudu poznate amplitude:– zadani otpornik

• toplinska prijenosna funkcija

• ulazna pobuda – promjena snage dovedene na otpornik• izlazna veličina – temperatura tijela otpornika

– zadani električni sklop (PT1 element)• prijenosna funkcija ovisnosti izlaznog napona o ulaznom

• ulazna pobuda – pravokutni signal napona (signalni generator)• izlazna veličina – eksponencijalni odziv napona na izlazu

2.2. Zadatak (2)• Toplinski tok na otporniku – nadomjesna shema:

• x – ulazna veličina, pobuda (el. snaga)• y – izlazna veličina, odziv (temperatura)

x y

R

C

2.2. Zadatak (3)• Otpornik – shema za 1. stol

24 V=

220V50 Hz

220 V50 Hz

1

2

3

4

-U11

+

-

A1 A2

M

-R115 Ω60 W

R11

ϑPT100

0 – 100°C

0 – 10 V

+ 24

U -TT1

-K1

A1 A2+ –

A1 A2+ –

11

X 1 2 3

-K.S

2

-K.S

124 V= +- 24 V=+ -

V

S2 S1

2.2. Zadatak (4)• Otpornik – shema za 2. stol

30 V=

-R132 Ω

ϑ

PT100

Digitalni termometar

AS1

V

220 V50 Hz

2.2. Zadatak (5)• Otpornik – izrada tablice

– mjerenje za 1. stol

– mjerenje za 2. stol

br. mjerenja P [W] t [min] Uv [V] ϑ [°C] = 10 · Uv [V]

1 60 1 - -

⁞ ⁞ ⁞ ⁞ ⁞

15 60 15 - -

16 60 60 3.25 65

br. mjerenja IA [A] Uv [V] P [W] = Uv [V] · IA [A] t [min] ϑ [°C]

1 - 30 - 1 -

⁞ ⁞ ⁞ ⁞ ⁞ ⁞

15 - 30 - 15 -

16 - 30 - 60 65

2.2. Zadatak (6)

• Otpornik – rezultati i zaključak– Iz podataka mjerenja konstruirati odziv temperature

otpornika na step snage:• nacrtati graf ϑ (t) = f (t)

– odrediti oblik i parametre toplinske prijenosne funkcije

2.2. Zadatak (7)• Operacijsko pojačalo - PT1 element – mjerenje

• osciloskopom s dva kanala• CH1 – ulazni napon• CH2 – izlazni napon

– rezultati i zaključak• snimiti sliku odziva i sliku

pobudne funkcije• odrediti parametre

prijenosne funkcije (K, T)• odrediti prijenosnu funkciju

PT1 elementa izvedenog operacijskim pojačalom

– shema:

+

-

e1 e2R3=100kΩ

R1=10kΩ C2=10nF

CH2CH1

R2=100kΩ