Kurzbeschreibung:
Laborversuch DTS200 Drei -
Tank - System
| Der
Laborversuch "Drei-Tank-System DTS200"
beinhaltet die technische Realisierung eines
nichtlinearen Mehrgrößensystems (zwei Eingangs-, zwei
Ausgangsgrößen) mit zwei Stellgliedern und einem
digitalen Regler (nichtlineare Regelung und Entkopplung).
Die nichtlineare Regelstrecke besteht aus drei Plexiglaszylindern T1, T2 und T3 der Querschnittsfläche A, die über Verbindungskanäle seriell miteinander verbunden sind. Die aus T2 abfließende Flüssigkeit (destilliertes Wasser) wird in einem Auffangbecken gesammelt, aus dem die beiden Pumpen 1 und 2 die Tanks T1 und T2 versorgen. An allen drei Tanks befinden sich piezoresistive Drucksensoren zur Höhenmessung des Flüssigkeitsstandes. Ein digitaler Regler steuert die Volumenströme Q1 und Q2 der beiden Pumpen derart an, daß die Flüssig- keitsstände der Tanks T1 und T2 unabhängig voneinander vorgebbar sind. Die Höhe im Tank T3 ist immer eine resultierende nicht steuerbare Größe. Zur Simulation von Verstopfungen und Lecks besitzen die Verbindungskanäle zusätzliche über Hand verstellbare Ventile und die Tanks entsprechend verstellbare Öffnungen. Die Dokumentation für das Grundmodell
DTS200 besteht aus einer Anleitung zur Inbetriebnahme und
den technischen Daten. Für die Durchführung derartiger Forschungsvorhaben sind die folgenden Optionen erhältlich: Die Option 200-02 erweitert die Grundversion des DTS200 um eine Einsteckkkarte für einen PC mit ISA-Steckplatz. Das zugehörige ausführbare WINDOWS-Programm (für Win
3.1/Win 95) ist für die Durchführung von
Praktikumsversuchen oder Vorführungen vorgesehen. Es
besteht die Möglichkeit, Reglereinstellungen,
Kennlinienermittlungen oder die Aufnahme von
Sprungantworten für Führungs- und Störverhalten per
Menü auszuwählen.
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Die grafische Ausgabe von Meßwerten erfolgt in ein Fenster, dessen Inhalt gedruckt, als WMF-Format gespeichert oder in die Zwischenablage kopiert werden kann. Die Dokumentation wird erweitert um den theoretischen Hintergrund, das mathematische Modell der Regelstrecke und eine Praktikumsanleitung mit zugehöriger Musterlösung. Der Praktikumsversuch ist für Studenten der Regelungstechnik aller Stufen geeignet. Die Option 200-03 beinhaltet den C++/Pascal-Quellcode des PC-Reglerprogramms mit Bibliotheksroutinen für Ein-/Ausgabe-Operationen einschließlich der grafischen Ausgabe. Der Anwender kann damit spezielle Algorithmen zur Regelung, Überwachung oder Fehlererkennung selbst programmieren. Der Borland-C++ Compiler V4.52 sowie Delphi V1.0 sind erforderlich. Ein elektrisches Störmodul (Option 200-05) erlaubt die manuelle Einstellung von 8 verschiedenen Fehlern, nämlich in den Sensoren und im Stellglied. Für die drei Meßgrößen sind Totalausfälle durch Schalter und Skalierungsfehler durch Potentiometer einstellbar. Zwei weitere Potentiometer erlauben die einstellbare Abschwächung der Stellsignale für die beiden Pumpen. Neben den oben erwähnten Verstopfungen und Lecks sind damit zwei weitere Komponentenfehler simulierbar. Für eigene Entwicklungen mit dem Laborversuch "Drei-Tank-System DTS200" sind Erweiterungsbausätze erhältlich:
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