Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Электродвигательные исполнительные мехагнизмы



W1, w2 – обмотки двигателя.

С – фазодвигающий конденсатор

- ротор двигателя

 

- механические связи.

Угол поворота ротора 0 - 120 . Для контроля угла поворота применяются конечные выключатели S1 и S2. на эти выключатели воздействует кулачек К, который поворачивается вместе с валом ротора. С валом ротора связан редуктор R и РО. Для изменения направления поворота ротора применяется переключатель 1. для сокращения времени свободного выбега вала ротора при отключении питания применяется R1 и R2.

Вал ротора связан со стрелкой реостата обратной связи Rос. При вращении ротора перемещается стрелка относительно центра данного реостата. При этом в цепи между средней точкой и положением стрелки возникает ток, пропорциональный величине перемещения данной стрелки. Данный ток измеряется амперметром. Его величина описывает положение вала ротора данного э/лектродвигателя. Поэтому данный амперметр называется измерителем положения вала ротора И.М.

Основные характеристики: 1.макс. Момент на валу двигателя (Мmax) 2. время поворота ротора двигателя на макс угол (Тmax). По характеристикам можно описать данный И.М.

~ КПД э/двигателя.

 

2.5.3. Исполнительные устройства Устройство автоматической системы управления или регули­рования, воздействующее на процесс в соответствии с получае­мой командной информацией, называется исполнительным устройством. Оно предназначено для изменения притока или расхода вещества либо энергии и приближения регулируе­мой величины к заданному значению. Исполнительные устройства состоят из пневматиче­ского, электрического или гидравлического исполнительного ме­ханизма и регулирующего органа. В химической промышлен­ности в автоматических системах часто используют пневматиче­ские мембранный и поршневой исполнительные механизмы, а в качестве регулирующих органов—регулирующий клапан и за­слонку.

Наибольшее распространение получил пневматический мембранный исполнительный механизм (рис. III-19, а), выполненный из прорезиненной мембраны, зажатой между двумя крышками так, что в верхней части образуется герметически закрытая полость. Снизу через жесткий центр, связанный со штоком, мембрана опирается на пружину. Сжа­тый воздух от автоматического регулятора направляется в верх­нюю полость над мембраной и перемещает ее вместе со штоком вниз. При этом пружина сжимается и уравновешивает усилие, действующее на мембрану сверху. Перемещение штока переда­ется на регулирующий орган. В отличие от мембранного, в порш­невом пневматическом исполнительном механизме (рис. III. 19,б) сжатый воздух от регулятора подается в цилиндр и перемещает поршень со штоком и регулирующий орган. Схемы регулирующих органов показаны на рис. III-20. В ре­гулирующем клапане шток исполнительного механизма жестко связан с затвором (рис. 111-20, а). При перемещении последнего относительно седла изменяется проходное сечение и соответст­венно расход вещества, проходящего через регулирующий орган. В заслоночном регулирующем органе (рис. Ш-20, б) шток при­вода через рычаг, соединенный с осью, вращает заслонку, ко­торая изменяет расход вещества. Исполнительное устройство, состоящее из пневматического мембранного исполнительного механизма и регулирующего ор­гана, называют пневматическим регулирующим клапаном (рис. III-21).По виду запорпого устройства пары затвор—седло пневмати­ческие регулирующие клапаны делят наодноседельные и двухседельные. Первые имеют неуравновешенный затвор, так как на него действует выталкивающая сила среды, и поэто­му применяются в исполнительных устройствах малых размеров при низких давлениях среды. Вторые имеют уравновешенный затвор и используются в исполнительных устройствах больших размеров и при высоких давлениях среды.



Рис. III.19. Схемы мембранного (а) и поршневого (б) исполнительных ме­ханизмов: 1 _ шток; 2 — пружина; 3 — мембрана; 4 — поршень.

 

Рис. Ш-20. Схемы регулирующих органов:

о — одкоседельного; б— заслоночного; / — корпус; 2 — затвор; 3 — шток; 4 — заслонка.

Рис. Ш-21. Схемы пневматических регулирующих клапанов:

а — нормально открытого (НО): б—нормально закрытого (НЗ)- /—корпус; 3 — аатвми 3 — шток; 4 — пружина; 5—мембрана.



При расчете АСР пневматический регулирующий клапан представляют апериодическим звеном 1-го порядка.

Динамическая характеристика где Т-время зависит от жосткости, Q-велична потока K-величина усиления, Р-давления воздуха.

 

3.1 Способы мат. Описания АСР.Динамические характеристики элементов АСР описываются 2-мя способами: 1)Дифф.уравнения 2)Передаточные функции 3.1.1Дифф.уравнения(обыкновенные)

у-выходная переменная АСР, х-входная, dt-динамика АСР. Для решения Ур-я применяют операционное исчесление основанные на преобразовании Лапласа.

 

3.1.2 Передаточные функции.Преобразование Лапласа имеет след. Вид гдн -оргумент, - изображение данного аргумента , - некаторая переменная кот.наз. переменная Лапласа.Свойства преобразования при нач.нулевых значениях т.е.t=0 x(t)=01) , , 2) , 3) , , 4) , где L-преобразование. Преобразование по Лапласу с использованием его свойств

возьмем отношение

Отношение преобразуем по Лапласу выходной величины АСР или линейно к преобразованной по Лапласу входной величины элемента называется передаточной функцией АСР или элемента. Знаменатель передаточной функции = 0, наз-ся характеристическим уравнением АСР

 

3.2 Управления типовых звеньев АСР. 3.2.1 Назначение и классификация типовых звеньев.Любая АСР состоит из элементов или звеньев обьединенных в схему при этом динамическая АСР зависит из динамических характеристик звеньев и способов соединения их в звенья их в звенья образующих АСР. Поэтому для получения динамических характеристик всей АСР нужно знать характеристики всех ее элементов. Обьектов регулирования, датчиков, регуляторов и др.

Все элементы АСР по своим динамическим характеристикам, т.е по зависимости выходной величины можно классифицировать на следующие типовые звенья: -безынерционные (усилительные);

-инерционные (аппериодическое звено 1-го порядка); -интегрирующая(астатическое звено 1-го порядка); -дифференцирующие звенья; -колебательно затухающее звено; -аппериодическое звено 2-го порядка; -звено чистого запаздывания.

 

3.2.2 Безынерционное звено (усилителительное)Динамическая характеристика имеет вид:y=k x (3.2.1)

Преобразуем уравнения по Лапласу

y(p)=k x(p). W(p)= (3.2.2). Пример данного звена- n-регулятор, все усилители,рычаги.

3.2.3 Инерционное звено.Динамическая характеристика такого звена имеет вид: T (3.2.3)T-постоянное времени, к-коэф. усиления.x-const;y= (3.2.4)

По формуле(3.2.4) построим графики переходного процесса:

; ;

Для этого (3.2.3)преобразуем по Лапласу:

Одноемкостные статические обьекты: термопары, мембрано-исполнительный механмзм .Данное звено называется аппериодическим звеном 1-го порядка.

 

3.2.4 Интегрирующее звено.Динам хар-ка: Т*dy/dt=к*хПреобразуем: dy/dt=к*х/Т, ,Проинтегрируем: y-y0=к/Т* , х=cоnst, y=кх/Т*t+y0.График переходного процесса:

y/t=кх/Т=tgα, α=аrctgк*х/Т. Получим ф-циюзвена, преобразуем по Лапласу: Т*р*y(р)=к*х(р), W(р)=y(р)/х(р)=к/Т*р. Данное звено наз астатическим звеном 1-го порядка (емкостные астатические объекты, интеграл регуляторы).

 

3.2.5 Дифференцирующее звено.Они дел-ся на реальные и идеальные. Динам хар-ка идеал диф звена имеет вид:y=к*dх/dt (При t=0, y ; при t , у=0).Пол-чим передаточную ф-цию звена: у(р)=к*р*х(р), W(р)=у(р)/х(р)=к*р.Пример:1)Эл контур, в котором протекает ток и им-ся напряжение, тогда ток в контуре будет равен: i=c*dUвых/dt. 2)Трансформеры напряжения: Uвых=к*dФ/dt, Ф=к1*i1 (величина потока созд-ся в сердечнике i1). Uвых=к2*di1/dt (вых напряжение).Динам хар-ка реал диф звена им вид: Т*dy/dt+y=k*dx/dt (при t=0, y , при t , y=k*x*e-t/T

Пол-чим передаточную ф-цию: Т*р*у(р)+у(р)=к*р*х(р), W(р)=к*р/(Т*р+1). Пример: Эл контур, содержащий емкость с и сопративление R. Получим: R*c*Uвых/dt+Uвых= dUвых/dt – закон Киркгофа. Диф звенья широко применяются в АСР и способствует устойчивой ее работе.

3.2.6 Колебательное затухающее звено, апериодическое звено 2-го порядка.Это такое звено, у которого при скачкообразном изменении х,вых-ная вел-на – у измен-ся в колеб режиме с постоянным периодом и с амплитудой затухающего колебания по зкспоненте. Дин хар-ка им вид:Т02*d2y/dt2+T*dy/dt+y=к*х. Это ур-ние 2-го пор-ка, звено им. 2 емкости – Т0 и Т. Для решения ур-ния необходимо пол-ть передаточную ф-цию и хар-ное ур-ние для данного звена. Перед. ф-ция: Т02*р02*у(р)+Т*р*у(р)+у(р)=к*х(р).W(р)=у(р)/х(р)=к/(Т022+Т*р+1). Хар-ное ур-ние (когда знаменатель=0):Т022+Т*р+1=0. Найдем корни: Р1,2=-Т/(2*Т022-4Т02/4*Т04). Данные корни могут быть комплексно-сопряженные или действ отриц-ные. Если Т<2Т0, то корень дифференциала ур-ния будет отрицательным и корни комплексно-сопряжен., т е: Р1,2=-α±j*ω. Коэффициент затухания α=Т/2Т02, ω= 4Т02/Т0/4Т04) – частота вынужденных колебаний вых вел-ны у. Решение будет иметь вид: у=у установ-ся – с*еt*sin(ω*t+ψ), где с, ω – постоянные интегрирования, которые опр-ся из начал-ых условий, т е: (dy/dt)t=0. Параметры: у установ-ся=к*х, с=к*х*(ω0/ω), ω0=1/Т0 – частота своб колебаний вых – ной пременной, ψ=arctg(ω/α). Подставив все получим:y=кх*[1 - ω0/ω*еt*sin(ω*t+arctg ω/α)]. График переходного пр – са (х=const):

Пример: двухемкостные стат объекты, эл-двигатели перемен тока (асинхронные). Апериод звено 2-го пор-ка: Дин хар-ка данного звена им вид: Т02*d2y/dt2+T*dy/dt+y=к*х. Характер-ское Ур-ние дан звена: Т022+Т*р+1=0. Соотношение постоянных времени им след вид: Т1>2Т0. Корни хар-ского Ур-ния будут вещественными и отриц-ми: Р1,2=-α±γ, α=-Т1/2Т0, γ= ((Т12-4Т02)/4Т04). И решение исх диф ур-ни им вид: у=к*х – с1*е-(α+γ) – с2*е-( α-γ), где с1,с2 – постоянная интегрирования. График переходного процесса им s-вид:

3.2.7 Звено чистого запаздыванияДин его хар-ка им вид: у=х*(t – τ), где τ – время чистого запаздывания. График перех пр-са:

Хаар-ка – величина у на выходе звена = вх величине х, но через время τ. Перед ф-ция имеет вид: W(р)=у(р)/х(р)=е-р*τ

 

3.3 Передаточные функции АСРОтношение преобразованной по Лапласу выходной величины АСР(или элемента) к преобразованной по Лапласу входной величины АСР назыв. передаточной функцией АСР (элемента).У(Р)/ Х(Р) =(b0*Pm+ b1*Pm-1+…+ bm-1*P+bm)/(a0*Pn+ a1*Pn-1+…+ an-1*P+an) =W(P).Знаменатель передаточной функции приравнивают к 0, и такая ф-ция называется характеристическое уравнение АСР(или элемента).Любая АСР состоит из отдельных звеньев, элементов, соединенных по след. схемам:1.последовательное соедин.элементов2. параллельное соединение 3. смешанное соедин.элементов4. соедин. элементов по схеме обратной связи

Для определения передаточной функции данной АСР необходимо определить передаточные функции вышеуказанных элементов в схеме.

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2018 год. Все права принадлежат их авторам!