Характеристики и модели элементов и систем
Преобразования Лапласа
Передаточные функции
Соединения звеньев
Частотные характеристики
Корневой критерий
Критерий Михайлова
Корневые показатели качества
Измерения технологических параметров
Классификация КИП
Газовые манометрические термометры
Термометры сопротивления
Автоматические электрические потенциометры
Жидкостные манометры
Методы и приборы для измерения расхода пара, газа и жидкости
Поплавковый метод измерения уровня
Исполнительные устройства реологического типа
Примеры построения условных обозначений приборов и средств автоматизации
Индикация, регистрация и регулирование температуры с помощью пневматического регулятора (TIRС, пневматика)
Структура АСУ ТП
Аппаратная и программная платформа контроллеров
Пример реализации контроллеров
Навигация
Корневые показатели качества
Управление техническими системами (лекции)
122207
знаков
9
таблиц
72
изображения
3.2.2 Корневые показатели качества.
К ним относятся: степень колебательности m, степень устойчивости h и др.
Не требуют построения переходных кривых, поскольку определяются по корням характеристического полинома. Для этого корни полинома откладываются на комплексной плоскости и по ним определяются:
Степень устойчивости h определяется как граница, правее которой корней нет, т.е.
h = min
,
где Re(si) - действительная часть корня si.
Степень колебательности m рассчитывается через угол g: m = tg g. Для определения g проводятся два луча, которые ограничивают все корни на комплексной плоскости. g - угол между этими лучами и мнимой осью. Степень колебательности может быть определена также по формуле:
m = min 
.
3.2.3 Частотные показатели качества.
Для определения частотных показателей качества требуется построение АФХ разомкнутой системы и АЧХ замкнутой системы.
По АФХ определяются запасы: DA - по амплитуде, Dj - по фазе.
Запас DA определяется по точке пересечения АФХ с отрицательной действительной полуосью.
Для определения Dj строится окружность единичного радиуса с центром в начале координат. Запас Dj определяется по точке пересечения с этой окружностью.
По АЧХ замкнутой системы определяются показатели колебательности по заданию М и ошибке МЕ как максимумы соответственно АЧХ по заданию и АЧХ по ошибке.
3.2.4 Связи между показателями качества.
Описанные выше показатели качества связаны между собой определенными соотношениями:
; tp = 
; 
; M = 
.
4. Настройка регуляторов.
4.1. Типы регуляторов.
Для регулирования объектами управления, как правило, используют типовые регуляторы, названия которых соответствуют названиям типовых звеньев:
1) П-регулятор (пропорциональный регулятор)
WП(s) = K1.
Принцип действия заключается в том, что он вырабатывает управляющее воздействие на объект пропорционально величине ошибки (чем больше ошибка е, тем больше управляющее воздействие u).
2) И-регулятор (интегрирующий регулятор)
WИ(s) = 
.
Управляющее воздействие пропорционально интегралу от ошибки.
3) Д-регулятор (дифференцирующий регулятор)
WД(s) = K2 s.
Генерирует управляющее воздействие только при изменении регулируемой веричины:
u = K2
.
На практике данные простейшие регуляторы комбинируются в регуляторы вида:
4) ПИ-регулятор (пропорционально-интегральный регулятор)
WПИ(s) = K1 + .
|
5) ПД-регулятор (пропорционально-дифференциальный регулятор)
WПД(s) = K1 + K2 s.
|
6) ПИД-регулятор.
WПИД(s) = K1 + + K2 s.
Наиболее часто используется ПИД-регулятор, поскольку он сочетает в себе достоинства всех трех типовых регуляторов.
4.2. Определение оптимальных настроек регуляторов.
Регулятор, включенный в АСР, может иметь несколько настроек, каждая из которых может изменяться в достаточно широких пределах. При этом при определенных значениях настроек система будет управлять объектом в соответствии с технологическими требованиями, при других может привести к неустойчивому состоянию.
Поэтому стоит задача определить настройки, соответствующие устойчивой системе, но и выбрать из них оптимальные.
Оптимальными настройками регулятора называются настройки, которые соответствуют минимуму (или максимуму) какого-либо показателя качества. Требования к показателям качества устанавливаются непосредственно, исходя из технологических. Чаще всего накладываются требования на время регулирования (минимум) и степень затухания (Y ³ Yзад).
Однако, изменяя настройки таким образом, чтобы увеличить степень затухания, мы можем прийти к слишком большому времени регулирования, что нецелесообразно. И наоборот, стремясь уменьшить время регулирования, мы получаем более колебательные процессы с большим значением Y.
Зависимость Y от tp в общем случае имеет вид, изображенный на графике (см. рис. 1.42).
Поэтому для определения оптимальных настроек разработан ряд математических методов, среди которых метод D-разбиения.
Кривой D-разбиения называется кривая в плоскости настроек регулятора, которая соответствует определенному значению какого-либо показателя качества.
Например, требуется обеспечить степень затухания Y ³ Yзад. Имеется формула, связывающая Y со степенью колебательности m: . Далее строится кривая D-разбиения равной степени колебательности m. Последовательность построения:
1) Определяется ХПЗС Dз(s) с неизвестными настройками.
2) Делается подстановка s = jw - mw и разделение Dз(jw - mw) = Re(w) + Im(w).
3) Полученное выражение приравнивается к нулю и получается система
Re(w) = 0
Im(w) = 0
Данная система имеет несколько неизвестных: w и настройки регулятора.
4) Далее, изменяя w от 0 до ¥ эта система решается относительно настроек регулятора.
5) По полученным данным строится кривая, по которой определяются оптимальные настройки.
Например, для ПИ-регулятора кривая D-разбиения может иметь вид представленный на рисунке 1.43.
Оптимальные настройки соответствуют максимальному значению K0 (для ПИ- и ПИД-регуляторов) или K1 (для ПД-регулятора).
Часть 2. Средства автоматизации и управления.
Похожие работы
... определенное время (период подготовки высококвалифицированного рабочего или специалиста). Взаимодействие государственных органов с заказчиками кадров призвано стимулировать гибкость и рационализацию управления образовательной системой, распределять между ними ответственность за процесс и качество профессиональной подготовки, сохраняя при этом единое образовательное пространство в государстве. ...
... на паритетных началах входят представители государственного органа управления образованием, соответствующего органа местного самоуправления и (или) местного (муниципального) органа управления образованием, действующих образовательных учреждений, общественности. Предметом и содержанием экспертизы является установление соответствия условий осуществления образовательного процесса, предлагаемых ...
... потом и на развитие. В этом ей следует в большей мере опереться на свой исторический выбор, отклонения от которого всегда приносили России беды и невзгоды. Глава 3. Тенденции изменения в социальном управлении Формирование гражданского общества на принципах корпоратизма поставит под контроль государство, публичную власть, которые все в большей мере будут выполнять свою главную функцию, ...
... и характеристиками организационных структур. Они построены на основе сбора, анализа и обработки эмпирических данных об организациях, функционирующих в сопоставимых условиях. Процесс проектирования организационной структуры управления должен быть основан на совместном использовании охарактеризованных выше методов. 2.3 Тенденции проектирования структур управления Рассмотрение принципиальных ...
0 комментариев