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)






Регуляторы прерывистого действия (релейные , позиционные)



По характеру воздействия АР делятся на импульсные, релейные позиционные а) Импульсные шаговые регуляторы. Диаграмма приведена на рисунках рисунках:

 

3)
2)
𝜑
𝜇
t
𝜇

       
   
 
 
t

t

           
     


С целью устранения регулятор действует на объект импульсами через равные промежутки времени а их амплитуда пропорциональна (рис 2). На рис.3 амплитуда одинакова ,по продолжительности различна. Данные регуляторы применяются на объектах подверженных частым но не сильным возмущениям. б) Релейные регуляторы (РР). Диаграмма работы РР с зоной нечувствительности - +ε -ε приведена на рисунке 4

В пределах зоны чувствительности регулятор не воспринимает изменение . При превышении (±ε) зоны чувствительности, регулятор срабатывает, при уменьшении меньше чем (±ε) регулятор выключается.

 

𝜟𝜑
3)
2)
𝜑
𝜇
𝜇

 
 
t

t

       
   


 

в) Позиционные регуляторы (ПР).Это разновидность релейных регуляторов, но в отличии от них имеют два устойчивых положения, при отклонении выше верхнего предела регулирования +δ, и второе, когда меньше нижнего предела регулирования –δ.

 

𝜟𝜑
3)
2)
𝜑
𝜇
𝜇

 
 
t

t



       
   


В данном случае воздействие на объект является полным. Позиционные регуляторы просты по конструкции используются для регулирования статических объектов подверженных небольшим возмущениям. В АСР используются быстродействующие исполнительные механизмы. Данные регуляторы поддерживают не заданное значение, ас некоторой погрешностью (электромагниты)

 

2.4.3. Регуляторы непрерывного действияВ АСР при наличии на входе регулятора ∆ φ. Эти регуляторы вырабатывают непрерывно регулирующее воздействие μ, кот. пост. на объект регулир-я.

Диаграмма

Работа люб. АСР включ. регул-ры, хар-ся динамич. св-ми объекта регулирования и законом регулиров., котор. вырабытав-ся данным регул-ром. Зависимость выходн. величины рег-ра (μ) от входн. вел-ны рег-ра (∆φ) ф-ции времени.

μ=f (∆φ,t). Рег-ры непрер. действия: 1)статич-е(пропорц-е, П-регул-ры) 2)астатич-е (интегральные, И-рег-ры)3)статич-е рег-ры с предварением (пропорц-но диф-ные ПД-рег-ры) 4) изодронные с предварением(пропорц-но-интегрально-диф-е, ПИД-рег-ры) 5) изодронные (пропорц-но-интегральные, ПИ-рег-ры)

2.4.3.а) Статические регуляторы.Статич-е регулир-е—при кот-м каждому положению регулирующего органа соотв-т определенное значение регулируемой величины в статич. режиме, зависящее от величины нагрузки, дейст-ей на объект регулир-я. График статич. режима изменения регул-ой величины нагрузки, действ-ей на объект (притока, стока) Q-нагрузка(приток, сток)φ1уст., φ2 уст. –статич. ошибка—отклонение регулир-ойвеличины от φ0 в статич-м, устан-м режиме. В простейшем случ.μ=f(∆φ). При этом данная зависимость μ=kp∆φ



kp—коэф. усиления регул-ра. kp=const, поэт.-регул-ры пропорц-е Динамич. хар-ка Из графика-и мгновенное изменяется при появлении ∆φ без запаздывания и возд-ет на объект регулир-я. При этом сокращ-ся время перехода процесса АСР, т.е. сокр-ся время регули-я данного параметра. Достоин-ва регул-ра:1. хорошие динамич. св-ва Недостатки: плохие статич. св-ва(наличие статич. ошибки-статизм регулир-я: φст.=1/ kp, ее можно понижать, увеличив kp). Область применения: для регулир-я объектов , допускающ. статич. ошибку регулирован. и подвержен. небольш. и редким возмущениям.

2.4.3.б)Астатические регуляторы (интегральные)Астатич-е регул-е—при кот. объект регулир-я, в устан. режиме поддержив-ся заданное знач-е регулир-й величины, независимо от нагрузки, действующ. на объект регулир-я.Статич. хар-ка данного регулир-я:Закон регулироания:μ=(1/Tим)∫∆φdtTимпараметр настройки данных регулятором(время полного ходаисполнит-го мех-ма од дейсвием регул-ра при макс. нагрузке, действующ. на объект регулир-я. Принимаем ∆φ=константа) μ=∆φ*t/Tим. Достон-ва:отсутствие статич. ошибки(поддержив-т φ0 нааданном уровне). Недост.: плохие динамич. св-ва (при появлен. ∆φ, величина μ измен-ся от 0 с постоянн. скор-ю медленнее, чем для П-регул-ра—это ↑-ние времени переходн. процесса в АСР--↑-ние времени регулирования). Данный рег-р не примен-ся для регул-я астатич. объектов, т.к. работа АСР в данн. случ. будет неустойчива.

 

2.4.3. в)Изодромные регуляторы (ПИ-регул-ры)Изодрона-равноубывающий (от греч.). Закон регул-я включ. пропорц. и интегральн. составляющие μ=kp(∆φ+1/Tи∫∆φ)dt.Tи—время изодрона, время за которое удваивается величина П-составляющей данного рег-ра. Диаграмма работы.Принимаем ∆φ=констант., μ=kp(∆φ+∆φ*t/Tи),если t=Tи, то μ=2kp*∆φПри появлении ∆φ на входе рег-ра, мгновенно срабатывает П-составляющаяРегулирующий орган перемещается на Кобс*μ. Это регулир-е со статич. регулир-ем. Далее вступ. в работу интегралбн. составляющ. нтегральн. воздействие измен-ся с постоянной ск-ю и при этом устраняется статич.ошибка регул-я. Достоинства: хорош. статич. и динамич. св-ва, устран-сястатич. погрешность. Примен-ся для регулир-я объектов, подверженных частым незначит-м возмущениям

2.4.3 г) ПД-регуляторы,ПИД-регуляторы

Тд-время предворения +- бывают прямое и обратное

dφ∕dt- характеризует скорость изменения регулируемой величины.

Регулир. воздействие данной заключается в предвидении на какую величину и в какую сторону изменится регул. величина Ф. Диаграмма работы: Если t=0 то μ→∞ t>0, Данный регулятор применяется для регулирования объектов чистого запаздывания, а т. же подвержены чистым возмущениям. 2)Пропорц. регулятор с предворением (ПИД)

При t=0 срабатыв. диф. составляющая и μ═∞

t>0, . Динамические хорошие свойства применяются для регулирования объектов подачи, регулирование запаздывания. 1.Наличие статической ошибки свойственна ПИД регуляторам.

 

2.4.4 Параметры качества переходных процессов.При синтеза АСР необходимо определить на сколько отклонится регулируемая величина от своего заданного значения, и как скоро завершится переходный процесс т.е. определить t.регулир.Для определения данных параметров служат параметры качества в АСР.Графики переход. процессов в АСР приведены ниже

 

Рис.1 изменение регул. воздействия на входе в объект Рис.2 изм. регулир. величины в объекте. Пунктир при отключенном регуляторе.

Сплошная – переходной процесс в регуляторе.Ф0- заданное значение регулируемой величины. Ф1- макс. динамич. отклонения регулируемой величины. Фк- потенциальное отклонение регулируемой величины в объекте при оклоненном регуляторе. График экспонициального переходного процесса . Рис.3 график колеб. переход процесса в АСР без остаточного отклонения регулир. величины. Переходный процесс носит колебательно-затухательный характер Ф возвращ. в значение Ф0. Рис.4 переходной процесс АСР с остаточным отклонением регулируемой величины.

2.4.4а) Параметры качества в переход. процессе:

1. -динамич. коэф. Регулирования статических объектов

Ф1- макс. дин. отклонение регулируемого параметра Фк- потенц. отклонение регулир. величины в установившемся процессе в отклоненном регуляторе. [ед.откл/%]

 

Р- коэф. самовыравнивания одноемкостных статических объектов Ф0- заданное значение регулир. Величины μmax -. Макс.откл.значения регул. Величины 2. -динамич. коэф. регулир.астатистического объекта τ-время запаздывания

Та время разгона астатического объекта 3. -величина регулирования Ф’макс.возм. значение регулируемой величины в переходном процессе Ф0 – задан.знач. регулируемой величины Ф’-опред. для переходн. процесса имеющего колеб. характер 4. τ – время регулир. для переходного процесса 5.Площадь ограничения кривой переходного процесса: для период.перех процессов для колеб.перех. пр-сов

 

2.4.4.б Выбор типа регулятора в АСР для различных объектов регулирования.При создании АСР важн. задачей является выбор типа регулятора с учетом динамич. характеристики объекта регулирования и требуемых параметров качества переходных процессов. Существует несколько методов расчета и выбора типа регулятора: 1.Аналитический

2.Графоаналитический 3.Эксперимент В практике используется второй метод: Исходными данными для решения данной задачи явл. следующий. В зависимости от объекта регулирования (τ,Т,Коб ),

- -заданные параметры качества переходного процесса в АСР ( ). Методика заключается в следующем:

1.По отклонению t/T определяют вид регулирования. Если t/T<0.2 , то принимается релейный регулятор. Если t/T>0.2 , то принимают регулятор непрерывные действия. 2.Принимается заданный вид типового переходного процесса, т.е. в качестве типов применяют 2 вида.

2.1апериодический(рис2) 2.2колебательный с 20% перерегулированием

выбор регулятора непрерывного действия для статических объектов. Порядок выбора пропорционального регулятора

1)выбир.t/T = a, по графику опред. Кдс 2) проверяют обеспечение tp< tp.задан.,используя график tp/t=f(t/T). Если условие выполняется,то регулятор подходит. Регуляторы действия статических объектов. Т.к. ПР свойственна статическая ошибка, то необходимо проверить как ошибка от статической погрешности по график. Фост. сравнивается с б, если условие не выполняется, то это означает, что для объекта он не применим, необходимо применить ПИ регулятор.Для выбранного регулятора определяются параметры его построения: коэф. усиления Кр, время изотрона Ти.Существуют спец. формулы обеспечивающие заданный вид переходного процесса для расчета Кр и Ти Р. Непрерывного действия для астатич. объектов. Определяется коэф. По величине Кда по таблице и принятому виду переходного процесса выбирается тип регулятора непрерывного действия.

Тип регулятора Период.переходной Колебательный
Кда t/Ta Кда t/Ta
П 2.8 1.4
ПИ 1.4 1.3
ПИД 1.3 1.1

После выбора определяется действительное врем регулирования и сравнивается с допустимым. Сравнивается действительное и заданное время регулирования, если выполняется регулятор подходит

 

2.4.4 Г. Выбор релейного (позиционного) регулятора статических объектов.Данный регулятор выбирается при соотношении /Т<0,2Вид переходного процесса в АСР с применением релейного регулятора. Переходный процесс носит колебательный характер с амплитудой с периодом Т .Регулятору свойственна статическая погрешность. Колебания около . В исходной точке регулируемая величина увеличивается, регулятор отключается, но регулируемая величина по инерции увеличивается и затем уменьшается, так как регулятор отключен. Она уменьшается до и так как она становится меньше , то регулятор включается и увеличивается и т.д. Рис 2 и 3 – диаграммы работы регулятора. Возможно построение регулятора без зоны чувствительности (рис3). Регулятор включается /выключается при конкретном значении . В данном случае применяется релейный регулятор в виде реле с 1 релейным контактом и электромагнитным исполнительным механизмом. На рис 4 - релейный регулятор с зоной чувствительности. срабатывание регулятора – в пределах зоны чувствительности .

Выбор данного регулятора Исходные данные:

1 динамические характеристики объекта регулирования - ,Т,К ,

2 Определяется величина амплитуды колебания без зоны нечувствительности. Для этого используется зависимость , по которой находят значение и далее - .

Далее принимается значение > с учетом технологических соображений и с учетом зоны нечувствительности. Потом по графику зависимости определяем зону нечувствительности релейного регулятора

Далее определяем величину статической ошибки ( ):

, единицы физ. величины. - единицы физ. величины.

- в относительн. единицах. Если , то релейный регулятор можно применять для данного объекта. Если , то принимаем регулятор непрерывного действия. Далее проверяем Т . Т =(5 6) . Если данное Т слишком мало (< 5 сек), то регулятор будет часто срабатывать, т.е. работать в достаточно напряженном режиме, что может привести к его отказу. Поэтому в данном случае также необходимо применять регулятор непрерывного действия. Далее осуществляется выбор параметра настройки релейного регулятора. Таким параметром является Т - время полного хода исполнительного механизма. Он выбирается по графику зависимости

По находим , после чего – значение Т . Далее по каталогу для полученных и Т выбираем тип релейного регулятора. При этом Т обеспечивает апериодический переходной процесс.

2.5 Исполнительные механизмыпо виду энергии для питания данных устройств применяются:1.электрические исполнительные механизмы;2пневмотические исполнительные механизмы.

2.5.1 Электромагнитные исполнительные механизмыПо виду питающего напряжения бывают:-э/магн исполн механизмы переменного тока;-э/магн испол механизмы постоянного тока.По величине перемещения исполнительной части:-короткоходовые(рис1);-длинноходовые (рис2).

1 – сердечник, на котором - катушка 3;

2 – якорь (подвижная часть).

Принцип действия: При подаче напряжения в катушку возникает магнитодвижущая сила, которая создает тяговое усилие между 2 и 1. Следовательно якорь притягивается к сердечнику. Величина тягового усилия определяется по формуле:

,где I – ток в катушке W – число витков G – магнитная проводимость в зазоре между 2 и 1 Х – расстояние между 2 и 1. Для короткоходовых (рис1) х =3 5мм. Для рис2 х =50 150мм.


Просмотров 574

Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2020 год. Все права принадлежат их авторам!