Система автоматичного регулювання

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Зміст 2
Введення 3

1.

Загальна частина

1.1.

Основні поняття 6

1.2.

Опис вихідної схеми автоматичного регулювання 9

1.3.

Розробка функціональної схеми САР 13

2.

Розрахункова частина

2.1.

Параметричний синтез і аналіз одноконтурною САР 14

2.1.1.

Оцінка можливості статичного регулювання 15

2.1.2.

Оцінка можливості астатического регулювання 20

2.1.3.

Дослідження якості одноконтурною САР 22

3.

Розробка контуру регулювання заданим параметром 25
Висновок 27
Список використаної літератури 28

Введення

Сучасна теорія автоматичного регулювання є основною частиною теорії управління. Система автоматичного регулювання складається з регульованого об'єкта та елементів управління, які впливають на об'єкт при зміні однієї або декількох регульованих змінних. Під впливом вхідних сигналів (управління або обурення), змінюються регульовані змінні. Мета ж регулювання полягає у формуванні таких законів, при яких вихідні регульовані змінні мало відрізнялися б від необхідних значень. Рішення даного завдання в багатьох випадках ускладнюється наявністю випадкових збурень (перешкод). При цьому необхідно вибирати такий закон регулювання, при якому сигнали керування проходили б через систему з малими спотвореннями, а сигнали шуму практично не пропускалися.

Теорія автоматичного регулювання пройшла значний шлях свого розвитку. На початковому етапі були створені методи аналізу стійкості, якості і точності регулювання безперервних лінійних систем. Потім отримали розвиток методи аналізу дискретних і дискретно-безперервних систем. Можна відзначити, що способи розрахунку безперервних систем базуються на частотних методах, а розрахунку дискретних і дискретно-безперервних - на методах z-перетворення.

В даний час розвиваються методи аналізу нелінійних систем автоматичного регулювання. Порушення принципу суперпозиції в нелінійних системах, наявність цілого ряду чергуються (в залежності від впливу) режимів сталого, нестійкого рухів і автоколивань ускладнюють їх аналіз. Ще з великими труднощами зустрічається проектувальник при розрахунку екстремальних і самоналагоджувальних систем регулювання.

Як теорія автоматичного регулювання, так і теорія управління входять в науку під загальною назвою «технічна кібернетика», яка в даний час отримала значний розвиток. Технічна кібернетика вивчає загальні закономірності складних динамічних систем управління технологічними та виробничими процесами. Технічна кібернетика, автоматичне управління та автоматичне регулювання розвиваються за двома основними напрямками: перший пов'язано з постійним прогресом і удосконаленням конструкції елементів і технології їх виготовлення, друге - з найбільш раціональним використанням цих елементів або їх груп, що становить завдання проектування систем.

Проектування систем автоматичного регулювання можна вести двома шляхами: методом аналізу, коли при заздалегідь обраної структурі системи (розрахунковим шляхом або моделюванням) визначають її параметри;

методом синтезу, коли за вимогами, до системи відразу ж вибирають

найкращу її структуру і параметри. Обидва ці способу отримали широке практичне застосування і тому досить повно висвітлені в цій книзі.

Визначення параметрів системи, коли відома її структура та вимоги на всю систему в цілому, відноситься до задачі синтезу. Вирішення цієї задачі при лінійному об'єкті регулювання можна знайти, використовуючи, наприклад, частотні методи, спосіб кореневого годографа або вивчаючи траєкторії коренів характеристичного рівняння замкнутої системи. Вибір коригувального пристрою методом синтезу в класі дробово-раціональних функцій комплексного змінного можна виконати за допомогою графоаналітичний методів. Ці ж методи дозволяють синтезувати коригувальні пристрої, що пригнічують автоколивальні і нестійкі періодичні режими в нелінійних системах.

Подальший розвиток методи синтезу отримали на основі принципів максимуму і динамічного програмування, коли визначається оптимальний з точки зору заданого критерію якості закон регулювання, що забезпечує верхня межа якості системи, до якого необхідно прагнути при її проектуванні. Однак рішення цього завдання практично не завжди можливо через складність математичного опису фізичних процесів у системі, неможливості вирішення самої задачі оптимізації і труднощів технічної реалізації знайденого нелінійного закону регулювання. Необхідно відзначити, що реалізація складних законів регулювання можлива лише при включенні цифрової обчислювальної машини в контур системи. Створення екстремальних та самоналагоджувальних систем також пов'язано із застосуванням аналогових або цифрових обчислювальних машин.

Формування систем автоматичного регулювання, як правило, виконують на основі аналітичних методів аналізу або синтезу. На цьому етапі проектування систем регулювання на основі прийняті припущень складають математичну модель системи та вибирають попередню її структуру. Залежно від типу моделі (лінійна або нелінійна) вибирають метод розрахунку для визначення параметрів, що забезпечують задані показники стійкості, точності і якості. Після цього уточнюють математичну модель і з використанням засобів математичного моделювання визначають динамічні процеси в системі. При дії різних вхідних сигналів знімають частотні характеристики і порівнюють з розрахунковими. Потім остаточно встановлюють запаси стійкості системи по фазі і модулю і знаходять основні показники якості.

Далі, задаючи на модель типові управляючі дії; знімають характеристики точності. На підставі математичного моделювання складають технічні вимоги на апаратуру системи. З виготовленої апаратури збирають регулятор і передають його на напівнатурні моделювання, при якому об'єкт регулювання набирають у вигляді математичної моделі.

За отриманими в результаті напівнатурного моделювання характеристиками приймають рішення про придатність роботи регулятора з реальним об'єктом регулювання. Остаточний вибір параметрів регулятора і його настроювання виконують в натурних умовах при дослідної відпрацювання системи регулювання.

Розвиток теорії автоматичного регулювання на основі рівнянь стану та z-перетворень, принципу максимуму і методу динамічного програмування удосконалює методику проектування систем регулювання і дозволяє створювати високоефективні автоматичні системи для самих різних галузей народного господарства. Отримані таким чином системи автоматичного регулювання забезпечують високу якість продукції, що випускається, знижують її собівартість і збільшують продуктивність праці.


1. Загальна частина.

1.1. Основні поняття

Перетворення вхідного сигналу системи (керуючого впливу) у вихідний сигнал (регульовану величину) визначає закон зміни регульованої величини. Реалізація бажаного закону здійснюється в результаті формування керуючих змінних, які впливають на регульовану систему. Закони зміни регульованої величини в часі можуть бути різними; математично вони описуються оператором системи. Цей оператор може реалізувати пропорційну залежність вихідного сигналу від вхідного, зв'язок у вигляді похідної або інтеграла і т. д. В більш загальному випадку, цей оператор може бути і нелінійним.

Необхідно відзначити, що закони зміни регульованих величин в машинах і агрегатах порушуються під впливом зовнішніх, а іноді і внутрішніх впливів, званих збуреннями (або обурюватися впливами). З визначення цих впливів видно, що система автоматичного регулювання повинна як можна точніше відтворювати керуючий вплив і можливо менше реагувати на рівноваги вплив.

Існує три різних принципу побудови систем регулювання, що забезпечують реалізацію необхідного закону зміни регульованої величини: за розімкненим циклу, по замкнутому циклу, з комбінованого циклу регулювання (замкнуто-розімкнутий). Принцип розімкнутого циклу полягає в забезпеченні необхідного закону зміни регульованої величини безпосередньо шляхом перетворення керуючого впливу. Принцип замкнутого циклу характеризується порівнянням керуючого впливу з дійсним зміною регульованої величини за рахунок застосування зворотного зв'язку та елементу порівняння. Утворений в результаті порівняння сигнал помилки не повинен перевищувати деякої задано величини. За рахунок цього і забезпечується в замкнутих системах необхідний закон зміни регульованої величини. Комбінований принцип полягає в поєднанні замкнутого і розімкнутого циклів в одній системі.

Автоматичним управлінням називається процес, при якому

операції виконуються за допомогою системи, що функціонує без втручання людини відповідно до заздалегідь заданим алгоритмом.

Автоматична система з замкнутим ланцюгом дії, в якій управляє (регулює) вплив виробляється в результаті порівняння дійсного значення керованої (регульованої) величини з заданим (запропонованим) її значенням, називається АСР.

Виробничий процес - сукупність взаємопов'язаних трудових і технологічних процесів, при реалізації яких вихідні матеріали і напівфабрикати перетворюються в готові вироби.

Автоматичними називаються пристрої, які керують різними процесами і контролюють їх без безпосередньої участі людини.

Предмет або процес, що підлягає вивченню, називається об'єктом, а всі навколишні предмети взаємодіють з ними - зовнішнім середовищем.

Система - сукупність елементів або пристроїв, що знаходяться у відносинах і зв'язках між собою і утворюють певну цілісність (єдність).

Об'єкт управління - сукупність технологічних пристроїв (машин, знарядь праці, засобів механізації), що виконують даний процес з точки зору управління.

Операція управління - забезпечує в потрібні моменти початок, порядок проходження і припинення робочих операцій, виділяє необхідні для їх виконання ресурси.

Під управлінням розуміють процес організації такого цілеспрямованого впливу на об'єкт управління, в результаті, якого останній переходить в необхідну (цілеспрямоване) стан.

Параметри виробничого технологічного процесу або технологічного процесу або технологічного об'єкт, який необхідно підтримувати постійно або змінювати за певним законом називається керованою величиною.

Значення керованої величини, яка згідно із завданням повинно бути в даний момент часу, називають заданим значенням керованої величини (керованого параметра).

Схему зображає послідовність процесів всередині системи або системи, називається структурною схемою.

Ланка - елемент, що входить до САУ в якому певним чином перетворюється вхідний параметр у вихідний (схематично зображається у вигляді блоку, але не відображає особливості його конструкції).

Інформація завжди пов'язана з матеріальним носієм якої-небудь фізичної величини. У технічних системах такі носії називають носіями сигналів (наприклад, електричні напруги і струм, тиск, механічне переміщення та ін), які можна змінювати відповідно до переданої інформацією.

1.2. Опис вихідної схеми автоматичного регулювання.

Оскільки об'єкт регулювання є елементом або ланкою АСР, то властивості АСР залежать насамперед від властивостей об'єкта регулювання. Тому для створення працездатної АСР забезпечує необхідну якість регулювання, необхідно перш за все, знати властивості об'єкта регулювання (спастичні і динамічні).

Об'єкт регулювання лабораторного стенду являє собою об'єкт з розподіленими параметрами, тому що регульована величина (температура) неоднакова в різних точках об'єкта як у рівноважному стані, так і перехідному режимі.

Для збільшення інерційності об'єкта, яка повинна бути в десять разів більше вимірюваного в цьому об'єкті датчиком, передбачений металевий стакан, наповнений стружкою, а якому розташований датчик температури. Це поз.воляет збільшити теплооб'ем об'єкта.

Необхідна температура (еталонна) задається пристроєм на вході регулятора-задатчиком (tе).

Система автоматичного регулювання


Обурення

Система автоматичного регулювання


Dt -

Система автоматичного регулюванняСистема автоматичного регулюванняСистема автоматичного регулювання

Р

Система автоматичного регулювання


Регулятор

ПЕ


Рис. 1. Схема регулювання.

Фактична температура перетвориться в сигнал пристроєм tф. Позначаючи сигнали на виході цих пристроїв аналогічними їм літерами, висловимо відхилення фактичне від запланованого у вигляді сигналу: Δt = tе - tф; званого відхиленням або неузгодженістю. Регулятор перетворює Δt за певним законом управління та включає виконавчий пристрій. У нашому випадку завдання регулятора - ліквідність відхилення Δt, викликані дією збурень В, тобто різних навантажень на об'єкти управління (зміна навколишньої температури, зміна положення шибера і т.д.).

Може виникнути ще помилка Δt за рахунок зміни tе, але, оскільки є відомою заздалегідь функцією, помилка також може бути розрахована заздалегідь і скомпенсована. Подібна система називається системою програмного регулювання або просто САР.

У стенді передбачено Двохпозиційне регулювання. При цьому необхідно відкрити заслінку, щоб електронагрівальний елемент постійно обдувається повітрям. Регулювання температури відбувається за рахунок включення або виключення релейним елементом нагрівального елемента.

Для визначення динамічних властивостей об'єкта в стенді встановлений самописний прилад, який реєструє зміни температури в об'єкті і фіксує їх на діаграмній стрічці.

Будь-який технологічний агрегат, який є об'єктом регулювання ОР, працює в сталому режимі, якщо в ньому повністю дотримується матеріальний і енергетичний баланс. Основний параметр, що характеризує умови протікання технологічного процесу (в нашому об'єкті це температура) в усталеному стані залишається незмінною.

Залежність вихідної величини від вхідної величини в усталеному режимі називається статичною характеристикою ОР. Статичні характеристики можуть бути як лінійними, з різними коефіцієнтами нахилу, так і нелінійними, при чому більшість реальних об'єктів в цілому мають нелінійні.

Система автоматичного регулювання

Рис 1.1. Статичні характеристики ОР.

Ці характеристики ОР дають можливість оцінити ступінь зв'язку між різними вхідними і вихідними величинами об'єкта.

Статичні характеристики визначають розрахунковим або експериментальним шляхом.

Динамічною характеристикою об'єкта регулювання називається залежність вихідної величини від вхідної величини в перехідному режимі.

Оскільки маєтку вихідний величини ОР при різних збуреннях можуть відбуватися по-різному, для дослідження динамічних характеристик об'єкта зазвичай використовують типові зовнішні впливи.

Крива розгону САР температури (рис.1.2.) Вказує динамічні властивості ОР.

Система автоматичного регулювання

Рис 1.2. Крива розгону

За малюнку видно, що об'єкт має здатність поступово припиняти відхилення вихідної величини від первісного значення і знову відновлюється рівноважний стан, тобто об'єкт має властивість самовирівнювання. Такі об'єкти називаються статичними.

Об'єкт має запізненням Тоб, і тому воно не значно, в подальшому їм будемо нехтувати.

Постійна часу об'єкту Тоб - це умовний час, протягом якого вихідна величина змінилася б від початкового до нового сталого значення, якщо б це зміна відбувалося зі швидкістю, постійної і максимальної для даного перехідного процесу. Постійна часу характеризує інерційність об'єкта, під якою розуміють його здатність уповільнено накопичувати і витрачати речовина і енергію, що стає можливим завдяки наявності в складі ОР опорів і ємностей, що перешкоджають їх надходженню і виходу.

Коефіцієнт передачі Коб ОР, являє собою зміну вихідної величини об'єкта при переході з початкового в нове в усталене стан, віднесене до одиничного обуренню на вході.

Одиничним обуренням вважають однопроцентне зміна вхідної величини об'єкта (переміщення регулюючого органу).

Таким чином:

Система автоматичного регулювання

де Хо - значення вихідної величини в початковому сталому стані; Х (∞) - теж, але для нового сталого стану; ΔХвх - величина внесеного обурення;% ходу регулюючого органу.


1.3. Розробка функціональної схеми САР.

Система автоматичного регулювання

Рис 2. Контур трьохпозиційного регулювання.

Об'єкт регулювання за своїми особливостями статичний з самовирівнювання з передавальним запізненням, що сприяло у виборі пропорційно-інтегрального регулятора.

У схему входить вимірювання температури теплоносія і порівнюючи із завданням, регулятор через HS - блок ручного управління, включає контактними «більше» або «менше» безконтактний пускач NS, який у свою чергу управляє виконавчим механізмом, тобто подачу на теплоносій повітря.

При двохпозиційної регулюванні релейним елементом регулюється включення теплоносія.

Система автоматичного регулювання

Рис 3. Контур двохпозиційного регулювання.

При досягненні певної температури, пускач вимикає подачу напруги на електронагрівальний елемент. Вимірювання і регулювання температури здійснюється динамометричним датчиком - реле температури.

2. Розрахункова частина.

2.1. Параметричний синтез і аналіз одноконтурною САР.

Аналіз САУ з елементами електроавтоматики здійснюється за допомогою алгебраїчних критеріїв Гауса і Гурвіца, критерію Ляпунова, частотних критеріїв Михайлова, Найквіста - Михайлова та ін

При аналізі САУ вивчають питання стабільності та інші якісні показники розімкнутих і замкнутих САУ знаходяться запаси стійкості по модулю і фазі, визначаються астатизм замкнутих систем, коефіцієнти помилок для слідкуючих систем і т.д.

До основних якісних показників систем, які визначаються після знаходження так званих h-функцій, відносяться наступні:

1. Час перехідного процесу tр, після закінчення якого, керована величина буде залишатися близькою до сталому значенню;

2. Стале значення регульованої величини h ¥ = lim h (t) = hy;

3. Максимальне перерегулювання y = (hmax-hy) / hy (тут hmax-значення першого максимуму);

4. Частота коливань w = 2p / Т (тут Т-період коливань);

5. Число коливань перехідного процесу n;

6. Час досягнення першого максимуму tmax;

7. Декремент загасання s = (hmax-hy) / (hmax-hy);

Важливим показником якості САУ є їх надійність. Якісні показники визначаються шляхом вирішення диференціальних рівнянь, якими описуються вже відомі структури САУ.

Синтез САУ полягає в знаходженні структур і параметрів її, які б відповідали заданим показникам якості. Синтез є більш важким завданням в порівнянні з аналізом. Основними методами використовуваними при синтезі САУ є аналітичний, графоаналітичний і машинний (з допомогою обчислювальних машин).

2.1.1. Оцінка можливості статичного регулювання.

При виборі регулятора необхідно знати чисельні динамічні відомості про об'єкт регулювання, тобто К0; Тоб; t0, які визначимо по розгінній характеристиці.

Система автоматичного регулювання

Рис 4. Крива розгону САР температури лабораторного стенду.

Тип регулятора орієнтовно вибирають по відношенню t / Tоб;

Найменування регулятора за родом дії Критерій
Імпульсний t / Tоб> 0,5-1,0
Релейний 0 <t / Tоб <0,2
Безперервний t / Tоб> 0

Критерії вибору регуляторів за родом дії.

Для дослідження та розрахунку структурну схему АСР шляхом еквівалентних перетворень слід привести до найпростішого стандартного вигляду об'єкт-регулятор. Це необхідно, по-перше, для того щоб визначити її передавальні функції, а отже, і математичні залежності, якими визначаються перехідні процеси в системі, і по-друге, як правило, всі інженерні методи розрахунку та визначення параметрів настроювання регуляторів застосовано для такої стандартної структури.

Так вихідна структурна схема САР температури за типовою функціональній схемі (див. креслення) може бути представлена ​​у вигляді зображеного на малюнку.

Де WP (р), WІМ (р), WPO (р), WOP (р), WІУ (р), - відповідно передавальні функції регулятора, виконавчого механізму, регулюючого органу, об'єкта регулювання і вимірювального пристрій.

На структурній схемі всі впливи (сигналу) слід вказувати в перетвореному по Лапласа вигляді.

Система автоматичного регулювання

Рис 5. Змінена структурна схема САР (t).

Всі ланки, що визначають динамічні властивості вузлів сполучення (з'єднання, взаємозв'язку) об'єкта з регулятором (наприклад регулюючі органи, лінії зв'язку, вимірювальні пристрої, датчики тощо), доцільно, як правило, відносити до об'єкта регулювання.

Якщо в системі безпосередньо регулятор і виконавчий механізм реалізують закон регулювання, то передатна функція регулятора

WP (р) = Wу (р) WІМ (р)

Статичний регулювання характеризується наявністю П - регулятора, тоді

WP (р) = Крег

При оптимізації значень, за експериментальними даними доцільно К - коефіцієнт регулятора приймати К = 10

WP (р) = 10

Передавальна функція об'єкта регулювання з урахуванням віднесених до власне об'єкту ланок, має вигляд:

Wоб (р) = WPO (р) WOP (р) WІУ (р)

У загальному випадку будь-яка одномірна АСР з головною зворотним зв'язком шляхом поступового зміцнення ланок може бути приведена до найпростішого виду, передатна функція розімкнутої системи, якою

Система автоматичного регулювання W (p) = WP (p) * WОБ (p)

Крива розгону САР температури показує, що об'єкт інерційний, статичний і має запізніле, так як запізніле незначно. У подальшому дослідженні їм можна знехтувати. Тоді передатна функція об'єкта буде мати наступний вигляд:

Wоб (р) = Коб / (Тобр +1)

Передавальна функція розімкнутої системи

W (p) = WP (p) * WОБ (p)

Система автоматичного регулювання - При статичному регулюванні.

Система автоматичного регулювання

Рис 6. ЛАЧХ і ЛФЧХ для об'єкта.

Система автоматичного регулювання

Рис 7. АФХ для об'єкта.

Знайдемо передавальну функцію замкненої системи:

Система автоматичного регулювання

Оскільки величина постійних часу визначається конструктивними особливостями елементів системи, то настроювання системи регулювання здійснюється тільки зміною її коефіцієнта До шляхом впливу на коефіцієнт передачі Кр регулятора.

Для визначення стійкості системи будуємо амплітудно-частотну, фазо-частотну характеристики в логарифмічному масштабі і по замкнутій системі будуємо годограф.

Система автоматичного регулювання

Рис 8. ЛАХЧ і ЛФЧХ при статичному регулюванні.

Система автоматичного регулювання

Рис 9. Амплітудно-фазова характеристика замкнутої системи.

За графіками бачимо, що при коефіцієнті регулятора Кр = 10 запас стійкості виконується, тому що на частоті зрізу wср фаза менше 180 °, що характеризує стійкість системи при статичному регулюванні, значить можливо використання П-регулятора для САР температури.


2.1.2. Оцінка можливості астатического регулювання.

Однією з ознак астатического ланки (або системи в цілому) є наявність комплексного змінного Р в якості множника в знаменнику передавальної функції, тобто наявність інтегруючої складової.

Розглянемо можливість ПІ-закону регулювання САР температури. Для цього побудуємо структурну схему, в яку включимо ПІ-регулятор.

Система автоматичного регулювання

Рис 10. Структурна схема САР температури.

Передавальна функція ПІ-регулятора має вигляд

WP (р) = К +1 / Тр; (К = 20; Ті = 25 сек.)

Знайдемо передавальну функцію розімкнутої системи

Wраз (р) = Wр (р) Wоб (р)

Система автоматичного регулювання

Знайдемо передавальну функцію замкненої системи

Система автоматичного регулювання

Система автоматичного регулювання

За передавальної функції розімкнутої системи будуємо ЛАЧХ і ЛФЧХ, а по функції замкнутої системи будуємо АФХ.

Система автоматичного регулювання

Рис 11. Амплітудно-фазова характеристика замкнутої системи.

Система автоматичного регулювання

Рис 12. ЛАЧХ і ЛФЧХ при астатическим регулюванні.

Частотні характеристики показують, що система має запас стійкості, як по амплітуді, так і по фазі, тому що на частоті зрізу wср фаза <180 ° значить можливо використовувати ПІ регулятор для САР температури.


2.1.3. Дослідження якості одноконтурною САР.

До автоматичних систем регулювання пред'являються вимоги не тільки щодо її стійкості. Для працездатності системи не менш необхідно, що б процес автоматичного регулювання при певних якісних показників.

Вимоги до якості процесу регулювання в кожному випадку можуть бути найрізноманітнішими, однак з усіх якісних показників можна виділити декілька найбільш істотних, які з достатньою повнотою визначають якість майже всіх АСР.

Якість процесу регулювання системи, як правило, оцінюють за її перехідної функції.

Основними показниками якості є: - час регулювання tр - називається час, протягом якого, починаючи з моменту прикладення впливу на систему відхилення регульованої величини Dh (t) від її сталого значення h0 = h (¥) будуть менше на пред заданої величини Є. Зазвичай приймають, що після закінчення часу регулювання відхилення регульованої величини від сталого значення має бути не більше Е = 5%. Таким чином, час регулювання визначає тривалість (швидкодія) перехідного процесу.

- Перерегулювання s називається максимальне відхилення Dhmax регульованої величини від сталого значення, виражене у відсотках від h0 = h (¥).

Абсолютна величина Dhmax визначається з кривої перехідного процесу:

Dhmax = hmax-h (¥)

Відповідно перерегулювання дорівнюватиме:

Система автоматичного регулювання

- Коливальні системи характеризується числом коливань регульованої величини за час регулювання tр. Якщо за цей час перехідний процес в системі здійснює число коливань менше заданого, то вважається, що система має необхідні якістю регулювання в частині її коливальності;

- Встановлена ​​помилка Є. Стале значення регульованої величини h0 в закінченні перехідного процесу залежить від астатизма n системи. У статичних системах (n = 0) - усталена помилка при постійній величині вхідного впливу не дорівнює 0 і отже, усталене значення регульованої величини h0 буде відрізнятися від її заданого значення на величину усталеною помилки.

Через обурює впливу величина помилки визначається виразом

Система автоматичного регулювання

де x0-постійне задає вплив; К - коефіцієнт передачі системи.

Через обурює впливу величина помилки згідно вираження

Система автоматичного регулювання

де f0 - постійне рівноваги вплив; Коб - коефіцієнт передачі об'єкта регулювання; Кр - коефіцієнт передачі регулятора.

Порівнюючи перехідні функції статичної і астатического регулювання, обираємо оптимальний регулятор для САР температури.


Система автоматичного регулювання

Рис 13. Перехідна функція САР з П-регулятором

Система автоматичного регулювання

Рис 14. Перехідна функція САР з ПІ-регулятором

За графіками видно, що час регулювання з ПІ-регулятором менше, ніж з П-регулятором; значить для САР температури доцільно застосувати імпульсний регулятор виконує ПІ-закон регулювання.

Для розрахунків використовували на комп'ютері програму «Classic».


3. Розробка схеми контуру регулювання заданим параметром.

Схеми виконані за ГОСТ 2.710-81.

Система автоматичного регулювання

Рис 15. Контур трьохпозиційного регулювання.

Подача харчування на лабораторний стенд проводиться автоматом харчування SF1 схема № 003Е3. При цьому включається нагрівальний елемент об'єкта управління через розмикає контакт КМ 1.1. реле КМ 1, і вторинний показує самописний прилад КСУ 4. У положенні 90 ° універсального перемикача SA1 електродвигун вентилятора. У положенні -45 °, перемикача SA1, включається в позиційне регулювання, в положенні +45 ° - трипозиційні регулювання.

При 2-х позиційному регулюванні через розмикає контакт датчика ТУДЕ1 включена обмотка реле КМ1. При перевищенні встановленої температури на датчику, його контакт розмикається і розмикає контакт КМ1.1, вимикаючи при цьому нагрівальний елемент, про що сповіщає сигнальна лампа HL4.

Трьохпозиційного регулювання показано на схемі № 004Е2. В автоматичному режимі електричний сигнал від термоперетворювачів ТСМУ послідовно надходить спочатку на вхід приладу КСУ4 (2) затиск 12 і через затискач 11 надходить на вхід 25 регулюючого блоку РБІ 1-П.

На вхід РБІ 1-П затиск 21 від задатчика РЗД подається також струмовий сигнал, пропорційний заданому значенню температури.

На виході регулятора, затискачами 7 і 9 видається сигнал «Менше» і «Більше» відповідно, щодо середньої точки затиску 10. Сигнал проходить через БРУ і розмикаючих контакти SQ1 і SQ2 виконавчого механізму ІМ, які управляють пускачем ПБР затискачі 7 і 9. ПБР включає ІМ контактами 1, 2 і 3.

У ручному режимі управління ІМ проходить кнопками БРУ «Більше» або «Менше».


Висновок

Для розраховується системи об'єкта зроблено такі розрахунки:

Розробка функціональної схеми автоматичного регулювання. Отримано передатна функція і структурне перетворення схеми об'єкта управління. Побудовано частотні характеристики об'єкта управління. Проведена оцінка можливостей статичного об'єкта регулювання (П-регулятор), а також оцінка можливості астатического об'єкта регулювання (ПІ-регулятор). Проведено дослідження якості одноконтурною системи автоматичного регулювання.

Виконано побудову бажаних частотних характеристик скоригованої системи. Виконано вибір і розрахунок коригуючого пристрою. Проведена оцінка якості скоригованої системи.

Виконано розробку схеми контуру регулювання заданим параметром.

На підставі проведених розрахунків можна сказати, що підбір коректуючого пристрою зроблений, мабуть, і відповідає показникам якості системи з виробленої корекцією.

Список використаної літератури.

І.Ю. Топчев «Атлас для проектування CAP» BC Чистяков «Короткий довідник по теплотехнічних вимірювань» М. М. Іващенко "Автоматичне регулювання»

4. В.В. Черенков «Промислові прилади та засоби автоматизації»


Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Курсова
63.4кб. | скачати


Схожі роботи:
Система автоматичного регулювання рівня металу в кристалізаторі машини безперервного лиття
Елементи теорії автоматичного регулювання
Диференціальні рівняння лінійних систем автоматичного регулювання
Синтез системи автоматичного регулювання радіального положення плями
Проектування системи автоматичного регулювання кута повороту вала електродвигуна
Аналіз системи автоматичного регулювання температури припливного повітря в Картоплесховище
Аналіз системи автоматичного регулювання температури теплоносія в агрегаті АВМ
Схема автоматичного регулювання тривалості випічки з корекцією по температурі під
Система автоматичного підстроювання частоти
© Усі права захищені
написати до нас