Grundlagen der Mess- und Regelungstechnik

System

Dieser Trainer ermöglicht die Untersuchung von Grundlagen der Regelungstechnik mithilfe eines Servoantriebssystems, der aus einem Gleichstrommotor, verschiedenen Sensoren und Analog- und Digitalcontrollern besteht. Lernende werden auch in die Grundlagen von Wandlern und Signalverarbeitung eingeführt. Der Lehrplan ist in 24 Aufgaben unterteilt, die von einfachen Steuerungskonzepten zu fortschrittlichen Themen wie der Übertragungsfunktionsanalyse reichen.

Funktionen

Das Produkt verwendet Espial-Software (getrennt erhältlich), bei der jede Aufgabe auf klaren Zielen, Hintergrund, Theorie und Experiment besteht. Alle erforderlichen Testinstrumente sind in der Software enthalten und umfassen eine vierkanalige Echtzeit-Datenaufzeichnung und Balkendiagrammdarstellung, Voltmeter, Frequenzzähler und Übertragungsfunktionsanalyse mit Bode- und Nyquist-Anzeigen. Das System besteht aus drei Elementen: dem mechanischen Gerät, dem elektronischen Gerät und einer Stromversorgung. Das mechanische Gerät ist als Platine mit einem Servoantrieb und Hilfselektronik aufgebaut. Es enthält einen Leistungsverstärker, der einen an eine Reihe von Wandlern und eine Wirbelstrombremse angeschlossenen Gleichstrommotor antreibt. Die digitalen Encoder liegen in Stiftbauweise vor, damit ihre Funktion optisch überprüft werden kann. Ein LCD-Messgerät mit doppelter Funktion misst entweder die Spannungen oder die Rotationsgeschwindigkeit. Das elektronische Gerät besteht aus einer Platine mit Blinddiagramm auf der Vorderseite. Es enthält Verarbeitungsblöcke für Analogsignale, einen eingebetteten Controller mit USB-Schnittstelle, Analog-Digital-Wandler, PWM-Antrieb und die Instrumentendatenwandler. Ein vollständiges Blockdiagramm befindet sich auf der Vorderseite mit Zugriff über 2-mm-Buchsen, um jeden schnell zu konfigurieren und die Instrumentenblöcke anzuschließen. LEDs zeigen die Ausgangssignale der digitalen Encoder an. Ein Funktionsgeneratorblock ist mit Sinus-, Quadrat- und Dreieck-Ausgabesignalen verfügbar.

Themen

• Operationsverstärker
• Analoge Wandler
• Motor- und Wirbelstromeigenschaften
• Positive und negative Rückführung
• Anstieg und Stabilität
• Geschwindigkeitsrückführung
• Folgefehler
• Systemzeitkonstante
• Regelkreisposition und Geschwindigkeitssteuerung
• Analoge Controller (PID)
• Regelung mit Störgrößenaufschaltung
• Analog- und Digitalwandlung
• Digitale Drehzahl- und Positionsmessung
• Absolute und inkrementelle Encoder
• Digitale Controller
• Übertragungsfunktionsanalyse
• Leerlauf-/Regelkreisübertragungsfunktionen