Ćwiczenie 3. Identyfikacja parametru R lub C w procesie ładowania
Transkrypt
Ćwiczenie 3. Identyfikacja parametru R lub C w procesie ładowania
Ćwiczenie 3. Identyfikacja parametru R lub C w procesie ładowania i rozładowania układu RC. Cel ćwiczenia: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Celem ćwiczenia jest zbudowanie układu RC z wykorzystaniem regulowanego rezystora dekadowego o rezystancji R oraz regulowanego trymera o pojemności C, wymuszenie takiego układu fala prostokątną i przeprowadzenie identyfikacji odpowiedzi tego układu w celu wyznaczenia wartości elementu R lub C. Poznanie zasady działania układu RC z wymuszeniem prostokątnym, wyznaczenia krzywej ładowania i rozładowania kondensatora. Nabycie umiejętności operacji na wektorach danych gromadzonych w procesie akwizycji, wyodrębnianie podwektora (subarray) w określonym zakresie przy zastosowaniu bloku „array subset”. Nabycie umiejętności identyfikacji parametrycznej sygnału pomiarowego metodą Levenberga–Marquardta. Wykorzystanie bloków aproksymacji z palety „curve fitting”. Wykonanie obliczeń arytmetycznych mających na celu wyznaczenie stałej czasowej τ potwierdzające wyniki uzyskane w trakcie eksperymentu w laboratorium. Samodzielna budowa aplikacji pomiarowej w programie LabView, z zastosowaniem karty pomiarowej PCI 6221. Przebieg ćwiczenia: 1. 2. 3. 4. 5. Wykorzystując zewnętrzny generator sygnału prostokątnego i regulowane elementy R i C dokonać prawidłowego połączenia generatora z układem RC. Sygnał z wyjścia układu pomiarowego wprowadzić na wejście panelu sterującego BNC2120. Przy pomocy DAQ Asistant skonfigurować wejście sygnału analogowego i przedstawić na wykresie sygnał odpowiedzi układu RC na wymuszenie prostokątne. Przeprowadzić identyfikację parametrów sygnału odpowiedzi układu RC na wymuszenie falą prostokątną poprzez: - wyodrębnienie z pełnego wektora uzyskanego w procesie akwizycji, podwektora zawierającego tylko jedną krzywą cyklu ładowania - rozładowywania kondensatora (Array Subset) przez wyznaczenie zakresu subwektora od jednego ekstremum do drugiego (ekstrema proszę wyznaczyć jako miejsca zerowania różniczki sygnału). - identyfikację parametrów a, τ, b, c krzywej cyklu ładowania - rozładowywania opisanej wzorem: U(t)= A exp (-τ (t+b))+c, gdzie: τ=RC - identyfikację parametryczną proszę wykonać metodą Levenberga - Marquardta, wykorzystując blok z palety Curve Fitting. Na podstawie uzyskanych wartości τ przeprowadzić identyfikację wybranego parametru R lub C przy założeniu stałości jednego z parametrów. Zbudować czytelną aplikację w LabView demonstrującą odpowiedź na zmianę parametrów jednej wielkości. Dodać komentarze do wykresów i opisać dane prezentowane na ekranie. Wyznaczyć błąd uzyskanej w symulacji wartości R lub C. Wyznaczyć zakres pomiarowy, w którym identyfikacja działa poprawnie. Jako kryterium poprawności proszę przyjąć granicę błędu 5%. Błąd powyżej tej wartości dyskwalifikuje sprawozdanie. Przeprowadzić prezentację aplikacji pomiarowej przed prowadzącym zajęcia, uzyskiwane wyniki w czasie symulacji musza mieścić się w granicy 5% błędu. Zawartość sprawozdania: 1. 2. 3. Przedstawić wydrukowany czytelny schemat układu pomiarowego wykorzystanego w symulacji. Przedstawić wydrukowany czytelny zrzut z ekranu dla symulowanego układu, z odpowiednim przebiegiem dla danego zestawu parametrów R i C. Dokonać obliczeń odpowiednich parametrów R lub C oraz stałej czasowej dla wybranych wartości; przedstawić je w sprawozdaniu i porównać z uzyskanymi wynikami z przeprowadzonej symulacji.