Основные теоретические положения. Структурная схема одноконтурной автоматической системы регулирования с цифровым
Структурная схема одноконтурной автоматической системы регулирования с цифровым измерителем-регулятором приведена на рисунке 9.1. На объект регулирования (ОР) действуют возмущающее Z и управляющее Х воздействия, которые приводят к изменению его выходной величины, измеряемой датчиком Д. Выходная величина Y от датчика Д сравнивается с ее заданным значением YЗ, вырабатываемым задающим устройством (ЗУ). В зависимости от величины и знака отклонения (YЗ−Y) цифровой измеритель-регулятор (ЦИР) вырабатывает управляющее воздействие, которое преобразуется исполнительным механизмом (ИМ) в перемещение регулирующего органа (РО). Регулирующий орган изменяет количество вещества, проходящего через объект регулирования (ОР), формируя управляющее воздействие Х таким образом, чтобы устранить отклонение регулируемой переменной Y от ее заданного значения YЗ. В зависимости от вида задающего воздействия YЗ АСР делятся на стабилизирующие (YЗ = const), программные (YЗ − заданная функция времени) и следящие (YЗ заранее не задается, а меняется при изменении некоторого «ведущего» параметра, связанного с работой данного объекта регулирования). Рисунок 9.1 − Структурная схема одноконтурной АСР с цифровым измерителем-регулятором Законом регулирования называется зависимость вида Х=f(YЗ−Y). (9.1) Выделяют следующие основные законы регулирования: пропорциональный (П), интегральный (И), пропорционально-интегральный (ПИ), пропорционально-дифференциальный (ПД), пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД). Уравнение, описывающее ПИД закон регулирования, имеет вид (9.2) где kp − коэффициент пропорциональности; Ти − время интегрирования; Тд − время дифференцирования. Коэффициенты kp, Ти и Тд являются настроечными параметрами регулятора. Введением той или иной составляющей в законе регулирования, а также подбором параметров настройки можно добиться требуемого качества работы АСР. Переходным процессом в АСР называется изменение во времени выходной величины Y от момента появления возмущающего или изменения задающего воздействий до прихода системы в новое установившееся состояние. Вид переходного процесса зависит от динамических свойств системы, определяемых динамическими свойствами самого объекта регулирования и автоматического регулятора, начальных условий, а также от величины и формы входных воздействий. Переходные процессы в системе могут возникать при изменении возмущающего воздействия или задающего воздействия YЗ (рисунки 9.2 и 9.3).
Рисунок 9.2 − Переходный процесс в АСР при нанесении возмущающего воздействия Рисунок 9.3 − Переходный процесс в АСР при изменении задающего воздействия
Качество переходного процесса оценивается следующими показателями (рисунок 9.4): - статическая ошибка регулирования Yс – это рассогласование между установившимся значением регулируемой величины Y∞ и ее заданным значением YЗ: Yс = Y∞ − YЗ. (9.3) - максимальная динамическая ошибка регулирования Yд – это максимальное отклонение регулируемой величины в переходном процессе от ее заданного значения (обычно наибольшим является первый максимум). - время регулирования Тр – это промежуток времени, в течение которого регулируемая величина достигает нового установившегося значения с заранее установленной точностью ε (принимается ε=5%). - перерегулирование σ – это выраженное в процентах отношение второй и первой амплитуд колебания регулируемой величины, направленных в противоположные стороны: σ = (Y2/Y1)×100%. (9.4) - интегральная квадратическая ошибка регулирования характеризует разброс значений регулируемой величины от нового установившегося . (9.5) Чем меньше статическая и динамическая ошибка регулирования, тем выше качество переходного процесса или качество работы АСР. Из устойчивых (затухающих) переходных процессов в качестве оптимальных с точки зрения требований технологии выбирают один из трех типовых процессов: - граничный апериодический процесс характеризуется отсутствием перерегулирования (σ = 0), минимальным общим временем регулирования Тр и максимальной по сравнению с другими типовыми переходными процессами величиной динамической ошибки Yд; - процесс с 20-процентным перерегулированием: динамическая ошибка Yд уменьшается, время регулирования Тр возрастает; - процесс с минимальной квадратичной ошибкой регулирования: динамическая ошибка Yд минимальная (из рассмотренных процессов), время регулирования Тр максимальное, перерегулирование σ – наибольшее (40 %).
Рисунок 9.4 − Показатели качества переходного процесса в АСР при ступенчатом изменении возмущающего воздействия Z
Популярное: Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (813)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |