Навигация
Разработка функциональной схемы САР
29372
знака
6
таблиц
15
изображений
1.3. Разработка функциональной схемы САР.
Рис 2. Контур трехпозиционного регулирования.
Объект регулирования по своим особенностям статический с самовыравниванием с передаточным запаздыванием, что способствовало в выборе пропорционально-интегрального регулятора.
В схему входит измерение температуры теплоносителя и сравнивая с заданием, регулятор через HS – блок ручного управления, включает контактными «больше» или «меньше» бесконтактный пускатель NS, который в свою очередь управляет исполнительным механизмом, т.е. подачу на теплоноситель воздуха.
При двухпозиционном регулировании релейным элементом регулируется включение теплоносителя.
Рис 3. Контур двухпозиционного регулирования.
При достижении определенной температуры, пускатель выключает подачу напряжения на электронагревательный элемент. Измерение и регулирование температуры осуществляется динамометрическим датчиком – реле температуры.
2. Расчетная часть.
2.1. Параметрический синтез и анализ одноконтурной САР.
Анализ САУ с элементами электроавтоматики осуществляется с помощью алгебраических критериев Гаусса и Гурвица, критерия Ляпунова, частотных критериев Михайлова, Найквиста – Михайлова и др.
При анализе САУ изучают вопросы устойчивости и другие качественные показатели разомкнутых и замкнутых САУ находятся запасы устойчивости по модулю и фазе, определяются астатизм замкнутых систем, коэффициенты ошибок для следящих систем и т.д.
К основным качественным показателям систем, которые определяются после нахождения так называемых h-функций, относятся следующие:
1. Время переходного процесса tр, по истечении которого, управляемая величина будет оставаться близкой к установившемуся значению;
2. Установившееся значение регулируемой величины h¥=lim h(t)=hy;
3. Максимальное перерегулирование y=(hmax-hy)/hy (здесь hmax-значение первого максимума);
4. Частота колебаний w=2p/Т (здесь Т-период колебаний);
5. Число колебаний переходного процесса n;
6. Время достижения первого максимума tmax;
7. Декремент затухания s=(hmax-hy)/ (hmax-hy);
Важным показателем качества САУ является их надежность. Качественные показатели определяются путем решения дифференциальных уравнений, которыми описываются уже известные структуры САУ.
Синтез САУ заключается в нахождении структур и параметров ее, которые бы отвечали заданным показателям качества. Синтез является более трудной задачей по сравнению с анализом. Основными методами используемыми при синтезе САУ является аналитический, графоаналитический и машинный (с помощью вычислительных машин).
2.1.1. Оценка возможности статического регулирования.
При выборе регулятора необходимо знать численные динамические сведения об объекте регулирования, т.е. К0; Тоб;t0, которые определим по разгонной характеристике.
Рис 4. Кривая разгона САР температуры лабораторного стенда.
Тип регулятора ориентировочно выбирают по отношению t/Tоб;
| Наименование регулятора по роду действия | Критерий |
| Импульсный | t/Tоб>0,5-1,0 |
| Релейный | 0<t/Tоб<0,2 |
| Непрерывный | t/Tоб>0 |
Критерии выбора регуляторов по роду действия.
Для исследования и расчета структурную схему АСР путем эквивалентных преобразований следует привести к простейшему стандартному виду объект-регулятор. Это необходимо, во-первых, для того чтобы определить ее передаточные функции, а следовательно, и математические зависимости, которыми определяются переходные процессы в системе, и во-вторых, как правило, все инженерные методы расчета и определения параметров настройки регуляторов применено для такой стандартной структуры.
Так исходная структурная схема САР температуры по типовой функциональной схеме (см. чертежи) может быть представлена в виде изображенном на рисунке.
Где WP(р), WИМ(р), WPO(р), WOP(р), WИУ(р), - соответственно передаточные функции регулятора, исполнительного механизма, регулирующего органа, объекта регулирования и измерительного устройство.
На структурной схеме все воздействия (сигнала) следует указывать в преобразованном по Лапласу виде.
Рис 5. Преобразованная структурная схема САР (t).
Все звенья, определяющие динамические свойства узлов сопряжения (соединения, взаимосвязи) объекта с регулятором (например регулирующие органы, линии связи, измерительные устройства, датчики т.п.), целесообразно, как правило, относить к объекту регулирования.
Если в системе непосредственно регулятор и исполнительный механизм реализуют закон регулирования, то передаточная функция регулятора
WP(р)=Wу(р) WИМ(р)
Статическое регулирование характеризуется наличием П – регулятора, тогда
WP(р)=Крег
При оптимизации значений, по экспериментальным данным целесообразно К – коэффициент регулятора принимать К=10
WP(р)=10
Передаточная функция объекта регулирования с учетом отнесенных к собственно объекту звеньев, имеет вид:
Wоб(р)= WPO(р)WOP(р)WИУ(р)
В общем случае любая одномерная АСР с главной обратной связью путем постепенного укрепления звеньев может быть приведена к простейшему виду, передаточная функция разомкнутой системы, которой
W(p)=WP(p)*WОБ(p)
Кривая разгона САР температуры показывает, что объект инерционный, статический и имеет запаздывание, так как запаздывание незначительно. В дальнейшем исследовании им можно пренебречь. Тогда передаточная функция объекта будет иметь следующий вид:
Wоб(р)=Коб/(Тобр+1)
Передаточная функция разомкнутой системы
W(p)=WP(p)*WОБ(p)
- при статическом регулировании.
Рис 6. ЛАЧХ и ЛФЧХ для объекта.
Рис 7. АФХ для объекта.
Найдем передаточную функцию замкнутой системы:
Т.к. величина постоянных времени определяется конструктивными особенностями элементов системы, то настройка системы регулирования осуществляется только изменением ее коэффициента К путем воздействия на коэффициент передачи Кр регулятора.
Для определения устойчивости системы строим амплитудно-частотную, фазо-частотную характеристики в логарифмическом масштабе и по замкнутой системе строим годограф.
Рис 8. ЛАХЧ и ЛФЧХ при статическом регулировании.
Рис 9. Амплитудно-фазовая характеристика замкнутой системы.
По графикам видим, что при коэффициенте регулятора Кр=10 запас устойчивости выполняется, т.к. на частоте среза wср фаза меньше 180°, что характеризует устойчивость системы при статическом регулировании, значит возможно использование П-регулятора для САР температуры.
Похожие работы
... можно только после выяснения и устранения причин его отключения. 3. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ НАСОСАМИ В зависимости от назначения насосной установки система автоматического регулирования должна обеспечить поддержание в требуемых пределах давления, расхода и температуры воды. Кроме того, при аварийной остановке рабочего насоса должен автоматически включаться резервный. Для дистанционного ...
... сигнал ошибки "е". Преобразованная таким образом структурная схема САР разряжения в топке котла показана на рис.4. 3. Определение закона регулирования системы Для определения закона регулирования рассматриваемой системы автоматического регулирования разрежения в топке котла найдем передаточную функцию, определяющую взаимосвязь Qв на объект и ошибки "е": Подставим в найденное ...
... вывод: В системе реализован принцип управления по отклонению. Система является стабилизирующей. 2. Составление структурной схемы системы автоматического регулирования температуры теплоносителя в агрегате АВМ Структурной схемой называется наглядное графическое изображение математической модели (математического описания) системы. При математическом описании систему разбивают на отдельные ...
... Национальный Технический Университет Кафедра Технической кибернетики ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому проекту по курсу «Проектирование систем автоматического управления» «Проектирование системы автоматического регулирования угла поворота вала электродвигателя» Выполнила: ст. гр. А – 61з Брусинов С. Э. Проверил: Дубовик С.А. Оценка ________________ Дата «____» ...
0 комментариев