Что называется динамической характеристикой объекта регулирования

Статические и динамические свойства объектов. Типовые входные воздействия

Принято различать статические и динамические свойства объектов регулирования.

Статические свойства объекта — это его свойства в установившемся состоянии (в статике), т. е. при неиз­меняющихся входном и выходном сигналах. При этом зависи­мость установившегося значения выходного сигнала от входного называется статической характеристикой объекта.

Как отмечалось, в реальных условиях любой объект регулиро­вания подвержен воздействию случайных возмущений и поэтому всегда находится в неустановившемся состоянии. Следовательно, статическая характеристика объекта регулирования не может пол­ностью характеризовать его поведение в реальных условиях. С помощью этой характеристики можно определить лишь стати­ческую ошибку АСР. Поведение же объекта в неустановившемся состоянии (в динамике) зависит от его динамических свойств.

Динамические свойства объекта проявляются только при изме­нении его входных сигналов. При этом и выходной сигнал будет изменяться во времени. Причем в зависимости от характера изме­нения входных сигналов выходной сигнал одного и того же объекта может изменяться по-разному. Поэтому для характеристики динамических свойств объекта нельзя построить зависимость выходного параметра от входного, аналогичную статической характерис­тике. Для выявления динамических свойств объекта необходимо узнать его реакцию на какой-либо определенный вид входного воздействия. Чтобы можно было сравнивать динамические свой­ства различных объектов, применяют одинаковые стандартизованные входные воздействия. Наиболее распространены следующие два вида стандартных воздействий:

— скачкообразные, когда входной сигнал изменяют мгновенно, скачком на определенную величину, а затем поддерживают по­стоянным (рис. 11, а);

— импульсные, когда входной сигнал изменяют на очень большую величину в течение очень короткого промежутка времени, а затем возвращают к прежнему значению; такая форма воз­действия имеет вид импульса (рис. 11, б).

Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Смотреть фото Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Смотреть картинку Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Картинка про Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Фото Что называется динамической характеристикой объекта регулирования

Рисунок 11– Графики стандартных воздействий

а) – скачкообразное; б) – импульсное

До подачи стандартного воздействия объект должен находиться в состоянии равновесия, т. е. его входной и выходной сигналы должны быть постоянными во времени. Зависимость выходного сигнала объекта во времени начиная с момента подачи стандарт­ного воздействия называется динамической характеристикой или переходным процессом.

Графики типичных переходных процессов в промышленных объектах регулирования при скачкообразном входном воздействии приведены на рисунке 12, где через х обозна­чен выходной сигнал, а через t — время. Если объект регулирования имеет несколько входных сигна­лов (регулирующий и возмущающие параметры), то переходные процессы в нем при подаче стандартного воздействия по каж­дому входному сигналу могут быть различными. В этом случае различают воздействия, поданные по каналу регулирования (изменяется регулирующий параметр) или по каналу возмущения (изменяется возмущающий параметр). Наиболее интересен пере­ходный процесс в объекте по каналу регулирования, так как именно через этот канал осуществляется прямая связь в АСР.

Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Смотреть фото Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Смотреть картинку Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Картинка про Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Фото Что называется динамической характеристикой объекта регулирования

Рисунок 12 – Типичные переходные процессы в объектах регулирования при скачкообразном входном воздействии

Пере­ходной процесс как универсальное средство изучения динамических свойств объектов

При изучении переходных процессов необходимо принимать во внимание, что всегда существуют реальные возмущающие воз­действия, вызывающие случайные колебания выходного сигнала объекта. Чтобы четко выявить переходный процесс на фоне слу­чайных колебаний, стандартные воздействия, очевидно, должны быть значительно более сильными, чем случайные воздействия на объект. Именно по этой причине стандартные воздействия имеют вид скачка или импульса, т. е. мгновенно, а значит и наиболее резко, изменяются входные сигналы. Величину скачкообразного или импульсного воздействия выбирают такой, чтобы, с одной стороны, получить заметный переходный процесс, а с другой — не допустить возникновения аварийного режима работы. Пере­ходные процессы являются универсальным средством изучения динамических свойств объектов. Чтобы понять, как в переход­ном процессе проявляются динамические свойства объекта и каких можно установить по виду процесса, рассмотрим типичные динамические свойства объектов и соответствующие им переход­ные процессы.

Почти все объекты регулирования обладают инерцией, кото­рая проявляется в том, что при мгновенном изменении входного сигнала выходной сигнал изменяется не мгновенно, а постепенно. Изменение выходного сигнала продолжается и после прекращения входного воздействия, т. е. когда входной сигнал уже не изменяется. Такое явление называется последействием. Примеры графиков переходных процессов для инерционных объектов показаны на рисунке 12, 6, в.

У некоторых объектов инерция может быть пренебрежимо малой в сравнении с остальными элементами АСР и не оказыва­ет заметного влияния на процесс регулирования. Такие объекты называют безынерционными. В идеальном безынерционном объекте выходной сигнал изменяется синхронно с входным без всякого последействия, как показано на рисунке 12, г. Инерция реальных объектов регулирования вызвана наличием в них запаса вещества или энергии. Чем больше этот запас, тем сильнее проявляется инерция объекта. Так, инерция емкости обусловлена запасом жидкости в ней. Способность объекта накапливать вещество или энергию называется емкостью и является количественной мерой инерции.

При переходных процессах в инерционных объектах запас вещества или энергии в них может изменяться как монотонно (только увеличиваться или только уменьшаться), так и колеба­тельно. Например, груз, подвешенный на пружине, при отклоне­нии его от положения равновесия начинает колебаться. Такой же колебательный характер имеет величина тока в электрическом колебательном контуре. Общим для этих примеров является колебательный характер выходных сигналов объектов — положения груза и тока в элект­рическом контуре. Объекты, обладающие таким свойством, назы­ваются колебательными. В отличие от них объекты с монотонным изменением выходных сигналов называются апериодическими (неколебательными). Примеры переходных процессов в аперио­дических объектах регулирования приведены на рисунке 12, б, в, в колебательном объекте — на рисунке 12, д.

Еще одним важным свойством реальных объектов является запаздывание. Оно проявляется в том, что реакция объекта на входное воздействие, т. е. изменение его выходного сигнала, за­паздывает по отношению к изменению входного сигнала. График переходного процесса с запаздыванием приведен на рисунке 12, е.

Мы рассматривали объекты регулирования, в которых пере­ходные процессы заканчиваются установившимся значением вы­ходного сигнала (пунктирная линия на рисунках 12, б, в, д, е). Такие объекты под влиянием входного воздействия переходят из одного состояния равновесия в другое (отсюда и название процесса — переходный). Эти объекты регулирования получили название устойчивых. Все рассмотренные выше переходные процессы при­сущи устойчивым объектам.

Устойчивые объекты регулирования обладают одним общим свойством — самовыравниванием, т. е. способностью переходить из одного установившегося состояния в другое по окончании переходного процесса при скачкообразном входном воздействии. Чем меньше изменяется выходной сигнал в переходном процессе при одном и том же скачкообразном входном воздействии, тем больше степень самовыравнивания объекта. Существуют устой­чивые объекты с очень большим самовыравниванием, когда вы­ходной сигнал после переходного процесса почти не отличается от его начального значения. График статической характеристики таких объектов расположен почти горизонтально, т. е. в устано­вившемся состоянии выходной сигнал очень слабо зависит от вход­ного. В инженерных системах зданий имеются объекты и с очень малым самовыравниванием, когда малейшее изменение входного сигнала вызывает значительное изменение выходного сигнала.

Устойчивость — широко распространенное в строительстве, но не обязательное свойство объектов: существуют и неустойчивые объекты регулирования. У таких объектов состояние равновесия существует, но оно неустойчиво, поэтому любое сколь угодно малое воздействие выводит неустойчивый объект из состояния равновесия и с течением времени он все больше отклоняется от этого состояния. Переходный процесс в неустойчивом объекте показан на рисунке 12, ж.

Неустойчивые объекты довольно редки. Значительно чаще встречаются так называемые нейтральные объекты, занимающие промежуточное положение между устойчивыми и неустойчивыми. График такого переходного процесса приведен на рисунке 12, з. Подобные свойства присущи всем нейт­ральным объектам. О нейтральных объектах можно сказать, что они не имеют самовыравнивания.

Проанализируем теперь, как рассмотренные динамические свойства объектов проявляются в соответствующих переходных процессах. Наиболее широко распространенное свойство инерции объектов в инженерных системах, как устойчивых, так нейтральных и неустойчивых, проявляется в переходном процессе в виде плав­ного, без скачков изменения выходного сигнала (рисунки 12, б, в, д, ж, з). Следствием такого поведения инерционного объекта явля­ется последствие, т. е. изменение выходного сигнала при уже не изменяющемся (после скачка) входном сигнале. Количественно инерцию объекта можно было бы охарактеризовать скоростью изменения выходного сигнала. Однако, как видно из рисунка 12, эта скорость изменяется с течением времени, причем у одних объ­ектов она максимальна в начальный момент времени (рис. 12, б), а у других — в некоторой точке а (рис. 12, в).

Определение максимальной скорости переходного процесса позволяет ввести понятие постоянной времени, которая и служит оценкой инерции объекта. Постоянной времени Т объекта назы­вается время, за которое его выходной сигнал х достиг бы устано­вившегося значения в переходном процессе, если бы изменялся все время с максимальной скоростью. Как следует из определения, постоянная времени существует только у устойчивых объектов. Ее величину можно найти по графику переходного процесса. Для этого следует провести касательную к этому графику в точке максимальной скорости. Тогда постоянную времени Т находят, как показано на рисунках 12, б, в. Такой способ обычно используется только для апериодических (неколебательных) объектов.

Запаздывание в объектах регулирования проявляется в сдвиге по времени начала переходного процесса относительно входного воздействия. Величина этого временного сдвига называется временем запаздывания, а само запаздывание — чистым или транс­портным. При транспортном запаздывании выходной сигнал х совсем не изменяется в течение всего времени запаздывания τт (рис. 12, е). Однако эффект, похожий на запаздывание, наблюда­ется и в некоторых объектах без транспортного запаздывания, когда выходной сигнал х в переходном процессе сначала изменя­ется медленно (см. рис.12, в). Такой эффект кажущегося запазды­вания называется переходным запаздыванием. Время переходного запаздывания τп можно найти по графику переходного процесса, как показано на рисунке 12, в.

1 Дать определение принципу управления. Перечислить основные принципы управления

2 В чем заключается принцип разомкнутого управления? Привести структурную схему разомкнутой САР. Перечислить достоинства и недостатки данного принципа

3 В чем заключается принцип регулирования по отклонению? Привести пример и структурную схему САР по отклонению. Перечислить достоинства и недостатки данного принципа

4 В чем заключается принцип управления по возмущению? Привести пример и структурную схему САР по возмущению. Перечислить достоинства и недостатки данного принципа

5 В чем заключается принцип комбинированного управления? Привести пример и структурную схему комбинированной САР. Перечислить достоинства и недостатки данного принципа

6 Привести классификацию САР по принципу построения

7 В чем состоит принцип работы САР прямого действия? САР непрямого действия? Привести примеры таких САР

8 В чем состоит принцип работы непрерывной САР? Привести пример такой САР

9 В чем состоит принцип работы прерывистой САР? На какие виды делятся прерывистые САР?

10 В чем состоит принцип работы релейной САР? Привести пример такой САР

11 В чем состоит принцип работы статической САР? Привести пример такой САР

12 Что называют характеристикой статического регулирования? Абсолютной статической ошибкой? Относительной статической ошибкой? Неравномерностью системы регулирования?

13 В чем состоит принцип работы астатической САР? Привести пример такой САР

14 Какие функции выполняет система стабилизации? В чем заключается принцип действия систем программного управления?

15 Какие функции выполняет следящая система? В каких случаях применяется оптимальное управление? Какие системы называют адаптивными?

16 Что является основным звеном любой АСР, определяющим ее свойства?

17 Дать определение объекта управления с позиций теории автоматического управления

18 Какие свойства объекта называют статическими? Дать определение статической характеристике объекта

19 Какие свойства объекта называют динамическими? Какие виды типовых воздействий используют для исследования динамических свойств объекта?

20 Дать определение динамической характеристике объекта (переходному процессу)?

21 Какое свойство объекта называют инерцией? В чем оно проявляется?

22 Какие объекты называют безынерционными? Как выглядит график переходного процесса такого объекта при подаче на его вход единичного скачка?

23 Как называется свойство объекта, являющееся количественной мерой инерции?

24 Как выглядит график переходного процесса колебательного объекта при подаче на его вход единичного скачка?

25 Как выглядит график переходного процесса апериодического объекта при подаче на его вход единичного скачка?

26 Какое свойство объекта называют запаздыванием? В чем оно проявляется?

27 Какие объекты называют устойчивыми? Каким общим свойством обладают все устойчивые объекты? В чем оно заключается?

28 Какие объекты являются неустойчивыми? Нейтральными?

Источник

Статические и динамические характеристики объектов регулирования

Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Смотреть фото Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Смотреть картинку Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Картинка про Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Фото Что называется динамической характеристикой объекта регулирования Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Смотреть фото Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Смотреть картинку Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Картинка про Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Фото Что называется динамической характеристикой объекта регулирования Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Смотреть фото Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Смотреть картинку Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Картинка про Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Фото Что называется динамической характеристикой объекта регулирования Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Смотреть фото Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Смотреть картинку Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Картинка про Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Фото Что называется динамической характеристикой объекта регулирования

Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Смотреть фото Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Смотреть картинку Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Картинка про Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Фото Что называется динамической характеристикой объекта регулирования

Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Смотреть фото Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Смотреть картинку Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Картинка про Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Фото Что называется динамической характеристикой объекта регулирования

Режимы работы объектов регулирования определяются тремя факторами:

1. Управляющим воздействием х (t) – это воздействие на объект регулирования для оптимального протекания технологического процесса.

2. Внешними воздействиями, возмущениями z (t) – происходит в динамике во времени.

3. Состояние объектов регулирования в каждый момент времени характеризуется выходными параметрами – одним или несколькими.

Физическая величина, которую необходимо изменять по заданному закону или поддерживать неизменной в ходе технологического процесса, называется управляемой – регулируемой величиной – у (t).

Любой объект характеризуется притоком Qвх и расходом Qвых. Если в процессе работы устанавливается равновесие между притоком и расходом ±ΔQ=0.

Qвх = Qвых, то такой режим называется статическим режимом или установившимся, а зависимость регулируемой управляемой величины у (t), от задающего управляемого воздействия х (t) в установившемся режиме при постоянном внешнем воздействии, возмущении называется статической характеристикой у = f (x).

Когда Qвх ≠ Qвых, то такой режим называется не установившимся режимом.

+ ΔQ – в ОУ накопление

– ΔQ – в ОУ убыль вещества или энергии

Динамической характеристикой объекта называется зависимость регулируемой величины у (t) для любого момента времени от управляющего воздействия х (t) в переходном режиме. Связь между управляющими и управляемыми параметрами выражается дифференциальными уравнениями.

Передаточные функции W (p), которые дают связь зависимости входной величины от выходной величины в операторной форме

Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Смотреть фото Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Смотреть картинку Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Картинка про Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Фото Что называется динамической характеристикой объекта регулирования

а также частотные характеристики: амплитудно-частотные, фазо-частотные и амплитудно-фазные характеристики.

Статические характеристики разные для разных объектов и если они описываются уравнениями первой степени и графическим изображением прямой линии, то такие объекты – линейные объекты.

у = а + кх, (1) α = arctgк к = Δух к – коэффициент передачи, коэф. усиления или крутизна статической характеристики

Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Смотреть фото Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Смотреть картинку Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Картинка про Что называется динамической характеристикой объекта регулирования. Фото Что называется динамической характеристикой объекта регулирования

Подставляем (1’) и (1’’) в (1) получим:

Полученное уравнение (2) проще уравнения (1).

В большинстве своем статические характеристики ОУ нелинейны и для анализа работы системы характеристику линеаризуют

Источник

Динамические характеристики объектов регулирования

Методика получения разгонных характеристик. Разгонная характеристика одноемкостного объекта регулирования с самовыравниванием. Неустойчивые объекты, объекты с отрицательным самовыравниванием. Импульсные и частотные характеристики объектов регулирования.

Динамические характеристики объектов регулирования

Выбор элементного состава системы регулирования, законов регулирования, обеспечение требуемого качества процесса регулирования во многом определяется динамическими свойствами элементов АСР, и прежде всего объекта регулирования. Для определения динамических свойств ОР используют его динамические характеристики, к числу которых относят: разгонные характеристики, импульсные характеристики, частотные характеристики.

Динамические характеристика, как правило, определяются экспериментально. При невозможности получения экспериментальной характеристики пользуются методом математического моделирования АСР, описывая ее поведение дифференциальными уравнениями.

Разгонные характеристики объектов регулирования

Разгонной или переходной характеристикой называют зависимость изменения выходной регулируемой величины от времени yвых(t). Для получения разгонной характеристики ОР ступенчатое воздействие может быть приложено к объекту регулирования или к регулятору.

Разгонные характеристики снимают при испытаниях или наладке в случаях, когда можно нанести значительные по величине и продолжительности во времени воздействия, достаточные для того, чтобы закончился переходный процесс, т.е. стабилизировался регулируемый параметр, по отношению к которому получают разгонную характеристику, либо стабилизировалась скорость его изменения.

Методика получения разгонных характеристик сводится к выполнению следующих основных условий:

— до нанесения воздействия стабилизируется режим работы ОР по регулируемому параметру, относительно которого снимается разгонная характеристика;

— размыкается главная обратная связь между ОР и регулятором, регулирующим параметр, по которому снимается разгонная характеристика;

— величина воздействия устанавливается исходя из производственных возможностей длительного нарушения режима работы ОР.

Разгонная характеристика одноемкостного объекта регулирования с самовыравниванием. Способность объекта регулирования приходить после воздействия на него в новое установившееся состояние называется свойством самовыравнивания ОР.

У ОР с самовыравниванием каждому положению регулировочного органа или значению нагрузки (возмущающему воздействию) соответствует свое установившееся значение регулируемого параметра, согласно величине воздействия.

Разгонные характеристики приведены на рис. 1.

Особенность одноемкостных ОР в том, что скорость изменения yвых максимальна с момента нанесения воздействия. Параметры разгонных характеристик, по которым оценивают динамические свойства ОР (Рис. 2):

Та- время разгона для ОР-время, в течении которого регулируемый параметр изменится от своего начального значения в момент времени t0 до заданного значения, отвечающему величине воздействия, с постоянной максимальной скоростью, соответствующей наибольшему небалансу.

Величина, обратная времени разгона называется скоростью разгона ОР

Для ОР с самовыравниванием введено понятие степень или коэффициент самовыравнивания (саморегулирования), связывающий скорость нанесения воздействия на ОР со скоростью изменения регулируемого параметра,

в конечных приращениях

Отношение времени разгона Та к коэффициенту самовыравнивания дает для ОР динамическую постоянную времени ОР «Т».

Т- учитывает динамические и статические свойства ОР в отличие от Та.

Разгонные характеристики одноемкостного объекта регулирования без самовыравнивания (Рис. 3).

а) при возмущающем воздействии

б) при управляющем воздействии

Неустойчивые объекты или объекты с отрицательным самовыравниванием. К числу неустойчивых относят ОР, у которых, даже при самом незначительном возмущении, отклонение параметра продолжается безгранично и со все возрастающей скоростью. Примером регулируемого объекта, имеющего в некоторых режимах отрицательное самовыравнивание, может служить шаровая барабанная мельница (ШБМ) как ОР загрузки барабана мельницы топливом. Разгонная характеристика ШБМ изображена на рис. 4 при ступенчатом изменении положения регулировочного органа подачи топлива m. При загрузках ниже нормальной мельница имеет положительное самовыравнивание, т.е. является устойчивым объектом. При номинальной нагрузке самовыравнивание мельницы равно нулю и она представляет собой в этом режиме астатический объект. Наконец, перегруженная мельница становится неустойчивым объектом вследствии того, что производительность мельницы (выдача пыли В2) падает с ростом загрузки ее топливом (G). Если в режиме, когда ШБМ находится на границе устойчивости, нарушить равновесное состояние мельницы за счет увеличения подачи топлива В1, то наступающий при этом рост загрузки обуславливает в свою очередь уменьшение выдачи пыли В2.

Небаланс между подачей топлива В1 и выдачей пыли В2 непрерывно растет и вызывает дальнейшее увеличение загрузки G со все возрастающей скоростью. Если вовремя не уменьшить подачу, то мельница быстро окажется заваленной топливом.

Чтобы выяснить, является ли объект устойчивым или не устойчивым, достаточно знать, как влияет в АСР отклонение параметра на приток и расход вещества или энергии в объекте. Если рост параметра вызывает уменьшение небаланса, то объект имеет положительное самовыравнивание. Для астатического или так называемого нейтрального объекта изменение параметра не оказывает никакого влияния на приток вещества или энергии. Наконец, если с ростом параметра небаланс увеличивается, то объект неустойчив.

Переходное запаздывание тем больше, чем больше число последовательно соединенных емкостей в объекте и чем больше величины отдельных емкостей. У некоторых сложных объектов изменение параметра может отставать во времени и не только по причине переходного запаздывания. В этом случае внешнее воздействие сказывается на состоянии объекта не сразу, а спустя некоторое время, необходимое для передачи воздействия к объекту.

Так, например, после повышения числа оборотов питателей пыли пройдет известное время, пока увеличенное количество топлива пройдет по пылепроводам до топочной камеры и это скажется на режиме работы котла. В течении этого времени параметр не изменяется вообще. Отрезок времени между началом перемещения регулировочного органа и моментом, когда его действие начнет сказываться на регулируемом объекте, называется передаточным (транспортным или чистым) запаздыванием. Чистое запаздывание и переходное запаздывание составляет в сумме полное запаздывание объекта:

Методы графического определения времени разгона Та для многоемкостных ОР приведены на рис. 5 и 6.

Импульсные характеристики объектов регулирования

Длительное и значительное по величине воздействие, которое приходится наносить для получения разгонных характеристик объекта регулирования, вызывает длительные изменение режима его работы и потому не всегда допустимо на действующих установках. Сокращение величины воздействий при снятии разгонных характеристик целесообразно лишь до определенных пределов, ибо в противном случае наносимое воздействие окажется соизмеримым со случайными возмущениями, имеющими место во время проведения опыта. Если по производственным условиям длительное нарушение режима невозможно, то сокращают обычно не величину воздействия, а его длительность. В этом случае динамические свойства объекта могут быть определены не по разгонной, а по импульсной характеристике.

Импульсная характеристика представляет собой кривую изменения регулируемого параметра в результате временного импульсного воздействия, то есть такого импульса, когда нанесенное ступенчатое воздействие спустя некоторый промежуток времени так же ступенчато полностью снимается.

Импульсные характеристики для одноемкостных объектов регулирования. Для одноемкостного ОР без самовыравнивания, импульсная кривая имеет следующий вид (Рис. 7,а)

Для одноемкостного ОР с самовыравниванием импульсная характеристика будет иметь вид, приведенный на (Рис. 7,б). В этом случае необходимо определить не только скорость разгона (время разгона ), но и степень самовыравнивания ОР- (коэффициент передачи ).

Скорость разгона можно определить как для одноемкостного ОР без самовыравнивания, но ее значение будет приближенным, так как для ОР с самовыравниванием кривая (1) в интервале экспонента, а не прямая.

Проинтегрируем это уравнение

знак (-) говорит о том, что кривая нисходящая,

— площадь под экспонентой возврата (3)

Импульсная характеристика многоемкостного ОР. На рис. 8 приведена импульсная характеристика многоемкостного ОР с самовыравниванием.

Реальный импульс воздействия обычно имеет не прямоугольную, а трапецеидальную форму, так как нанесение воздействия и его снятие совершаются с конечной, хотя и большой скоростью.

Построение разгонной характеристики по импульсной производят в следующем порядке.

На оси времени t отмечают отрезки времени и т.д.

Метод планиметрирования импульсной характеристики. В некоторых производственных условиях, когда значительные нарушения режима особо нежелательны, приходится ограничивать даже импульсное воздействие. При этом допустимая длительность воздействия становится настолько малой, что достраивание разгонной характеристики оказывается громоздким и практически недостаточно точным. В этих случаях целесообразно прибегнуть к другому способу обработки импульсной характеристики, а именно, к определению параметров ОР непосредственно по величине площади, ограниченной импульсной характеристикой. Имея ввиду представленные выше зависимости находят

Постоянная времени объекта ;

Частотные характеристики объектов регулирования

Частотные характеристики определяют путем приложения к ОР воздействия периодической гармонической формы. Схема получения частотных характеристик приведена на рис. 10.

Для получения частотной характеристики нет необходимости размыкать главную обратную связь в АСР. Частотный сигнал подается на задатчик регулятора от генератора синусоидальных колебаний. При этом перемещения регулировочного органа также принимают гармоническую синусоидальную форму с определенной амплитудой и заданной частотой (Рис. 11).

— амплитуда колебаний входного сигнала

-угловая частота воздействия (рад/сек или рад/мин)

Т- период колебаний, с или мин, зависящий от частоты воздействия.

— амплитуда выходных колебаний

Зависимость сдвига фаз между выходными и входными сигналами для одной частоты от частоты колебаний входного гармонического сигнала называется фазно-частотной характеристикой (ФЧХ).

Запись АФХ в полярных координатах

— мнимая часть вектора АФХ,

Длина вектора или его модуль

аргумент или угол поворота вектора вокруг начала координат

Частотные характеристики должны быть определены не только при регулирующем воздействии на ОР, но и при всех основных видах воздействий к ОР.

При снятии АФХ необходимо предварительно эксперименту выбрать диапазон частот входного воздействия. Этот диапазон определяется в основном целевым назначением АФХ. Если частотные характеристики предназначены для расчета АСР промышленного объекта, то интерес представляют значения АФХ при фазовых сдвигах 90-230є и требуется проведение опытов на 6-8 различных частотах.

1. Клименко А.В. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника. Справочник Изд.: МЭИ, 2004 г.

2. Борисов Б.Г., Борисов К.Б., Бродянский В.М. Теплоэнергетика и теплотехника: справочник. Книга 4. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника, 2004 г.

Подобные документы

Разгонная характеристика объекта регулирования и определение параметров, характеризующие инерционные свойства объекта. Расчет параметров настройки регуляторов по амплитудно-фазовой характеристике объекта регулирования. Расчет показателей качества САР.

курсовая работа [2,8 M], добавлен 22.10.2012

Статическая и динамическая характеристика объекта регулирования. Расширенные частотные характеристики. Выбор и расчет параметров настройки регулятора. Передаточные функции системы. Методы проверки устойчивости системы, построение переходных процессов.

курсовая работа [1,3 M], добавлен 25.08.2010

Системы автоматического регулирования (САР), их виды и элементарные звенья. Алгебраические и графические критерии устойчивости систем. Частотные характеристики динамических звеньев и САР. Оценка качества регулирования, коррекция автоматических систем.

курсовая работа [1,5 M], добавлен 16.02.2013

Выбор, обоснование типов регуляторов положения, скорости, тока, расчет параметров их настройки. Синтез системы регулирования методами модального и симметричного оптимума. Построение переходных характеристик объекта регулирования по регулируемым величинам.

курсовая работа [777,3 K], добавлен 01.04.2012

Структурная схема системы регулирования скорости двигателя постоянного тока. Расчет и определение параметров регуляторов тока и скорости. Логарифмические частотные характеристики контура тока. Передаточные функции разомкнутых контуров тока и скорости.

лабораторная работа [147,4 K], добавлен 14.05.2012

Понятия амплитудной и фазовой частотных характеристик и формулы для их определения. Расчет частотной передаточной функции для инерционного, колебательного, интегро-дифференцирующего, идеального и реального интегрирующих звеньев и устройств регулирования.

лабораторная работа [1,3 M], добавлен 06.06.2016

Принципиальная схема системы автоматического регулирования (САР) скорости электровоза (режим реостатного торможения). Коэффициент усиления САР. Передаточные функции и частотные характеристики динамических звеньев. Основные критерии устойчивости САР.

курсовая работа [1,6 M], добавлен 19.02.2015

Основные понятия теории автоматического управления; типовые динамические звенья САУ; функциональные модули. Анализ автоматических систем регулирования; статические и динамические характеристики. Обзор современных систем и микропроцессорных регуляторов.

учебное пособие [1,3 M], добавлен 18.02.2013

Автоматическое регулирование основных параметров котельной установки. Характеристики временных трендов и их оценивание. Выбор закона регулирования и расчет параметров регулятора. Идентификация объекта управления по временным трендам, создание модели.

курсовая работа [735,9 K], добавлен 16.11.2009

Характеристика импульсных и цифровых систем, влияние квантования по уровню на процессы в САР. Формирование систем регулирования на основе аналитических методов. Способы расчета и анализа нелинейных систем автоматического регулирования.

реферат [594,7 K], добавлен 30.03.2011

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *