С замкнутой сау с комбинированным управлением по задающему

И по возмущающему воздействиям при подаче на вход САУ

Синусоидального напряжения

13. В системе MicroCAP 8 получим эпюры напряжений в узлах этой схемы для значений температуры окружающей среды -40^оС и +60^оС (рисунок 3.45). Из рисунка видно, что напряжение на выходе каскада V (5, +60^оС)» V (5, -40^оС). Это означает, что δ(%/^оС)» 0, то есть температурная стабильность выходного параметра близка к идеальной.

14. Результаты сравнительных функциональных испытаний стабильности выходного напряжения применительно к математическим моделям усилительных каскадов при изменении температуры эксплуатации от -40^оС до +60^оС представлены в таблице 3.10. Из этой таблицы видно, что на постоянном токе наибольший температурный дрейф δ(%/^оС) = 0.397 наблюдался у каскада с разомкнутой САУ и с управлением по задающему воздействию, а наименьший δ(%/^оС) = 0.00035 – у каскада с замкнутой САУ с управлением по задающему воздействию. При подаче на вход каскада синусоидального напряжения наибольший температурный дрейф δ(%/^оС) = 1.009 наблюдался у каскада с разомкнутой САУ и с управлением по задающему воздействию, а наименьший δ(%/^оС)» 0 – у каскада с комбинированным управлением по задающему и по возмущающему воздействиям.

Рисунок 3.45 – Эпюры напряжений в узлах схемы,

Представленной на рисунке 3.44

 

Таблица 3.10 – Результаты сравнительных функциональных испытаний стабильности выходного напряжения

 

Тип усилительного каскада	δ(%/^оС)
Каскад с разомкнутой САУ и с управлением по задающему воздействию (рисунок 3.34)	0.397
Каскад с разомкнутой САУ и с комбинированным управлением по задающему и по возмущающему воздействиям (рисунок 3.36)	0.048
Каскад с замкнутой САУ с комбинированным управлением по задающему и по возмущающему воздействиям (рисунок 3.38)	0.013
Каскад с замкнутой САУ с управлением по задающему воздействию (рисунок 3.40)	0.00035
Каскад с разомкнутой САУ и с управлением по задающему воздействию при подаче на вход каскада синусоидального напряжения (рисунок 3.42)	1.009
Каскад с замкнутой САУ с комбинированным управлением по задающему и по возмущающему воздействиям при подаче на вход каскада синусоидального напряжения (рисунок 3.44)	» 0

 

3.4.4 Лабораторное задание

 

Получить у преподавателя номер варианта задания. Провести сравнительные функциональные испытания стабильности выходного напряжения у = U _ВЫХ = U_{R 4} математических моделей усилительных каскадов, изображённых на рисунках 3.34, 3.36, 3.38, 3.40, 3.42, 3.44, при изменении температуры эксплуатации от -40^оС до +60^оС. Для всех вариантов задания принять тип транзистора КТ819А, тип диода КD512А, величину сопротивления R 4 = 100 Ом, величину сопротивления R 5 = 5 Ом, амплитуду переменного напряжения с частотой 900 Гц V 2 = 0.1 В. Величины напряжения питания V 1 и сопротивлений R 1, R 2, R 4 найти в таблице 3.11 для заданного номера варианта. При выполнении задания руководствоваться методикой проведения сравнительных функциональных испытаний стабильности выходного параметра усилительных каскадов, подробно изложенной в пункте 3.4.3.

 

Таблица 3.11 – Величины напряжения питания V 1и сопротивлений R 1, R 2, R 4 для разных вариантов задания

 

№ вари- анта	R 2, Омдля рис.3.34, 3.42 и 3.44	R 2, Омдля рис.3.36, 3.38 и 3.40	V 1 , В	R 5 , Ом	R 1 , Ом	№ вари- анта	R 2, Омдля рис.3.34, 3.42 и 3.44	R 2, Омдля рис.3.36, 3.38 и 3.40	V 1 , В	R 5 , Ом	R 1 , Ом
				4.7						5.6
				5.1						6.2
				5.6						6.8
				6.2						7.5
				6.8						4.7
				7.5						5.1
				4.7						5.6
				5.1						6.2
				5.6						6.8
				6.2						7.5
				6.8						4.7
				7.5						5.1

 

Содержание отчета

 

1. Цель работы.

2. Графики, таблицы и расчёты по методике, изложенной в пункте 3.4.3, отображающие результаты сравнительных функциональных испытаний стабильности выходного напряжения у = U _ВЫХ = U_{R 4} при изменении температуры. Математические модели усилительных каскадов подготовить в системе MicroCAP 8. В результате расчётов должны быть решены все вопросы, изложенные в лабораторном задании.

3. Выводы по работе.

 

Перечень контрольных вопросов, которые могут быть заданы во время защиты отчёта по работе

 

1. Каковы преимущества методов сравнительных испытаний РЭС при изменении температуры эксплуатации в широком диапазоне на математических моделях в системе MicroCAP 8 перед испытаниями на реальных образцах РЭС?

2. К какому типу САУ относятся усилительные каскады (к линейным или к нелинейным):

а) по отношению к регулирующему воздействию;

б) по отношению возмущающего воздействия температуры эксплуатации?

3. Чем отличаются разомкнутые САУ от замкнутых?

4. Чем отличаются САУ:

а) с управлением по задающему воздействию;

б) с управлением по возмущающему воздействию;

в) с комбинированным управлением по задающему и по возмущающему воздействиям?

5. Каково главное достоинство замкнутой системы регулирования?

6. Каков порядок величины температурного дрейфа у каскада с разомкнутой САУ и с управлением по задающему воздействию, и каков у каскада с комбинированным управлением по задающему и по возмущающему воздействиям?

4 Описания и индивидуальные задания лабораторных работ по технической эксплуатации, в которых используется математический аппарат теории массового обслуживания

Определение статистических характеристик технического обслуживания замкнутой системы массового обслуживания с ожиданием

Цель работы

 

Обучить студентов применению методики по определению статистических характеристик технического обслуживания применительно к замкнутой системе массового обслуживания с ожиданием. Методика базируется на использовании программного комплекса MathCAD.

 

4.1.2 Общие сведения о применении теории массового обслуживания для определения статистических характеристик технического обслуживания

 

Теория массового обслуживания (ТМО) изучает статистические характеристики систем массового обслуживания. Система массового обслуживания (СМО) – это совокупность однородных обслуживающих устройств (приборов, мастерских и т.д.), называемых каналами обслуживания. Примерами СМО могут служить сборочные цеха, ремонтные мастерские, инженерно-авиационная служба, восстанавливаемая резервированная аппаратура, телефонные станции, все виды транспорта (вместе с билетными кассами) и т.д.

Основными элементами СМО, определяющими их пропускную способность, являются: число каналов обслуживания, быстродействие каждого канала и поток событий (заявок на обслуживание, поток обслуженных заявок и т.д.).

По признаку потерь заявок на обслуживание СМО подразделяются на три типа: с отказами, с ожиданием и смешанного типа.

В СМО с отказами заявки обслуживаются немедленно, если каналы свободны, или получают отказ и теряются, если все каналы заняты. Пример такой СМО – телефонная сеть. В СМО с ожиданием (например, в системах ремонта техники) все заявки выстраиваются в очередь, если каналы заняты. В СМО смешанного типа имеются ограничения на время пребывания заявки в системе или на длину очереди. При невыполнении требуемого ограничения заявка покидает СМО необслуженной.

По числу каналов обслуживания, которые могут одновременно обслуживать входные заявки, СМО делят на одноканальные и многоканальные.

Если обслуженная заявка покидает СМО, то СМО называют открытыми, а если снова поступает на обслуживание в СМО, то замкнутыми.

При выполнении лабораторной работы мы исследуем замкнутую многоканальную СМО с ожиданием, наиболее подходящую для описания процесса эксплуатации техники, в частности, для расчета характеристик ТО и показателей надежности резервируемой аппаратуры в зависимости от числа каналов и их производительности.

Пусть СМО с ожиданием содержит n работающих приборов и r каналов обслуживания. При одном отказе прибора получается одна заявка. Поток отказов порождает поток заявок, которые немедленно удовлетворяются обслуживанием, а когда все r каналов обслуживания заняты, заявки выстраиваются в очередь. В этом случае r ≤ k < n, где k – число отказов приборов. Требуется найти вероятности пребывания системы в состоянии Р_k (t) в любой момент времени t для различных значений k. Вероятность Р_k (t)− это вероятность состояния системы, при котором k приборов отказали, из них r приборов обслуживаются, а остальные (k – r) стоят в очереди. Найденные значения Р_k (t) позволяют рассчитать все критерии, характеризующие степень удовлетворения потока заявок и степень использования каналов обслуживания. Предполагается, что вероятность безотказной работы любого прибора изменяется во времени по экспоненциальному закону P (t) = exp(–λ t), причём интенсивность отказов (поступления заявок) λ не зависит от времени. Если до момента t прибор был исправен, то вероятность отказа Р _ОТК(∆ t) в малом промежутке времени ∆t, следующем за временем t, для нашего случая определяется приближенным выражением:

Р _ОТК(∆ t)» lD t, при lD t << 1. (4.1)

По аналогии определяется вероятность завершения обслуживания заявки к моменту t + ∆ t, поступившей в момент t на обслуживание:

Р _ОБС(∆ t)» μ∆ t, при μ∆ t << 1. (4.2)

В (4.2) μ− это интенсивность восстановления (обслуживания, ремонта) в одном канале. Граф изменения состояний замкнутой многоканальной СМО с ожиданием представлен на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 – Граф изменения состояний замкнутой