КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Пример 1
Рис.1.1. Схема ручного регулирования температуры сушильного шкафа
Требуется вручную поддерживать температуру в сушильном шкафу на уровне Тзад. Человек-оператор в зависимости от показаний ртутного термометра РТ включает или выключает нагревательный элемент Н с помощью рубильника Р. На основе данного примера можно ввести определения: Объект управления (объект регулирования, ОУ) – устройство, требуемый режим работы которого должен поддерживаться извне специально организованными управляющими воздействиями. Управление – формирование управляющих воздействий, обеспечивающих требуемый режим работы ОУ. Регулирование – частный вид управления, когда задачей является обеспечение постоянства какой-либо выходной величины ОУ. Автоматическое управление – управление, осуществляемое без непосредственного участия человека. Входное воздействие (Х) – воздействие, подаваемое на вход системы или устройства. Выходное воздействие (У) – воздействие, выдаваемое на выходе системы или устройства. Внешнее воздействие – воздействие внешней среды на систему. Структурная схема системы регулирования к примеру 1 изображена на рис 1.2. Пример 2 Схема автоматического регулирования температуры сушильного шкафа. В схеме используется ртутный термометр с контактами РТК. При повышении температуры ртутный термометр до заданной температуры, контакты замыкаются столбиком ртути, катушка релейного элемента РЭ возбуждается и цепь нагревателя Н размыкается контактом РЭ. При понижении температуры контакты термометра размыкаются, реле обесточивается, возобновляя подачу энергии на объект (см. рис. 1.3.)
Пример 3 Схема АСР температуры с измерительным мостом. При температуре объекта, равной заданной, измерительный мост М (см. рис. 1.4) уравновешен, на вход электронного усилителя ЭУ сигнал не поступает и система находится в равновесии. При отклонении температуры изменяется сопротивление терморезистора RТ и равновесие моста нарушается. На входе ЭУ появляется напряжение, фаза которого зависит от знака отклонения температуры от заданной. Напряжение, усиленное в ЭУ, поступает на двигатель Д, который перемещает движок автотрансформатора АТ в соответствующую сторону. При достижении температуры, равной заданной, мост сбалансируется и двигатель отключится.
Рис. 1.4 Величина заданного значения температуры устанавливается с помощью резистора Rзад. ¨ Исходя из описанных примеров, можно определить типовую структурную схему одноконтурной АСР (см. рис. 1.5). Принятые обозначения: x - задающее воздействие (задание), e = х - у - ошибка регулирования, u - управляющее воздействие, f - возмущающее воздействие (возмущение).
Рис. 1.5
Определения: Задающее воздействие (то же, что входное воздействие Х) - воздействие на систему, определяющее требуемый закон изменения регулируемой величины). Управляющее воздействие (u) - воздействие управляющего устройства на объект управления. Управляющее устройство (УУ) - устройство, осуществляющее воздействие на объект управления с целью обеспечения требуемого режима работы. Возмущающее воздействие (f) - воздействие, стремящееся нарушить требуемую функциональную связь между задающим воздействием и регулируемой величиной. Ошибка управления (е = х - у) - разность между предписанным (х) и действительным (у) значениями регулируемой величины. Регулятор (Р) - комплекс устройств, присоединяемых к регулируемому объекту и обеспечивающих автоматическое поддержание заданного значения его регулируемой величины или автоматическое изменение ее по определенному закону. Автоматическая система регулирования (АСР) - автоматическая система с замкнутой цепью воздействия, в котором управление (u) вырабатывается в результате сравнения истинного значения у с заданным значением х. Дополнительная связь в структурной схеме АСР, направленная от выхода к входу рассматриваемого участка цепи воздействий, называется обратной связью (ОС). Обратная связь может быть отрицательной или положительной.
1.2. Классификация АСР. 1. По назначению (по характеру изменения задания): · стабилизирующая АСР - система, алгоритм функционирования которой содержит предписание поддерживать регулируемую величину на постоянном значении (x = const); · программная АСР - система, алгоритм функционирования которой содержит предписание изменять регулируемую величину в соответствии с заранее заданной функцией (x изменяется программно); · следящая АСР - система, алгоритм функционирования которой содержит предписание изменять регулируемую величину в зависимости от заранее неизвестной величины на входе АСР (x = var). 2. По количеству контуров: · одноконтурные - содержащие один контур, · многоконтурные - содержащие несколько контуров. 3. По числу регулируемых величин: · одномерные - системы с 1 регулируемой величиной, · многомерные - системы с несколькими регулируемыми величинами. Многомерные АСР в свою очередь подразделяются на системы: а) несвязанного регулирования, в которых регуляторы непосредственно не связаны и могут взаимодействовать только через общий для них объект управления; б) связанного регулирования, в которых регуляторы различных параметров одного и того же технологического процесса связаны между собой вне объекта регулирования. 4. По функциональному назначению: АСР температуры, давления, расхода, уровня, напряжения и т.д. 5. По характеру используемых для управления сигналов: · непрерывные, · дискретные (релейные, импульсные, цифровые). 6. По характеру математических соотношений: · линейные, для которых справедлив принцип суперпозиции; · нелинейные. Принцип суперпозиции (наложения): Если на вход объекта подается несколько входных воздействий, то реакция объекта на сумму входных воздействий равна сумме реакций объекта на каждое воздействие в отдельности: L(х1 + х2) = L(х1) + L(х2),
где L - линейная функция (интегрирование, дифференцирование и т.д.). 7. По виду используемой для регулирования энергии: · пневматические, · гидравлические, · электрические, · механические и др. 8. По принципу регулирования: · по отклонению: Подавляющее большинство систем построено по принципу обратной связи - регулирования по отклонению (см. рис. 1.7).
Элемент называется сумматором. Его выходной сигнал равен сумме входных сигналов. Зачерненный сектор говорит о том, что данный входной сигнал надо брать с противоположным знаком. · по возмущению. Данные системы могут быть использованы в том случае, если есть возможность измерения возмущающего воздействия (см. рис. 1.8). На схеме обозначен К - усилитель с коэффициентом усиления К.
· комбинированные - сочетают в себе особенности предыдущих АСР. Данный способ (см. рис. 1.9) достигает высокого качества управления, однако его применение ограничено тем, что возмущающее воздействие f не всегда можно измерить.
1.3. Классификация элементов автоматических систем. 1. По функциональному назначению: · измерительные, · усилительно-преобразовательные, · исполнительные, · корректирующие. 2. По виду энергии, используемой для работы: · электрические, · гидравлические, · пневматические, · механические, · комбинированные. 3. По наличию или отсутствию вспомогательного источника энергии: · активные (с источником энергии), · пассивные (без источника). 4. По характеру математических соотношений: · линейные · нелинейные. 5. По поведению в статическом режиме: · статические, у которых имеется однозначная зависимость между входным и выходным воздействиями (состояние статики). Примером является любой тепловой объект. · астатические - у которых эта зависимость отсутствует. Пример: Зависимость угла поворота ротора электродвигателя от приложенного напряжения. При подаче напряжения угл поворота будет постоянно возрастать, поэтому однозначной зависимости у него нет.
Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 710; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |