Регулятори

3.1 ЗАКОНИ УПРАВЛІННЯ

Під законом управління розуміють математичну залежність, за допомогою якої керуючий пристрій (регулятор) діє на об’єкт управління.

Пропорційний закон (П) –здійснює статичне управління

Увих =Кр Хвх

Кр - передаточний коефіцієнт регулятора, дорівнює швидкості переміщення регулюючого органу.

Статичне управління – керована величина при закінченні перехідного процесу при різних постійних значеннях навантаження буде приймати різні постійні положення (значення).

Інтегральний закон (І-закон)- реалізує астатичне управління

Увих =Кр/Ті ∫ dxdt

ДеТі – час ізодрому, час за який регулюючий орган під дією інтегральної складової подвоює своє приміщення, яке одержано було попередньо пропорційною складовою.

Інтегральний режим – керована величина незалежно від режиму роботи об’єкта керування зберігає постійне значення

Пропорційно-інтегральний (ПІ – закон)

Увих =КрХвх+ Кр/Ті ∫ dxdt

Пропорційно- диференціальний (ПД – закон)

Увих =КрХвх+ КрТв(dx/dt)

Тв – час випередження, показує ступінь впливу похідної на об’єкт регулювання.

Пропорційно-інтегрально- диференціальний ( ПІД – закон)

Увих =КрХвх+ Кр/Ті ∫ dxdt+ КрТв(dx/dt)

3.2. К л а с и ф і к а ц і я регуляторів.

Автоматичний регулятор - сукупність пристроїв, які під’єднані до об’єкта управління для регулювання його вихідної величини.

До виходу об’єкта під’єднують вимірювальний пристрій (датчик), а до регулюючого органу виконавчий механізм. При відхиленні регульованого параметру об’єкта від заданого значення регулятор у відповідності з закладеним законом – формує керуючу дію на регулюючий орган, щоб зменшити відхилення.

Регулятори класифікуються:

1. По виду регульованого параметра поділяють на регулятори тиску, температури, напруги, потужності, рівня та ін.

2. За енергетичними ознаками: регулятори прямої і непрямої дії.

В автоматичних регуляторах прямої дії – в якості джерела живлення для його роботи використовується частина енергії, що відбирається від об’єкта.

В регуляторах непрямої дії – енергія підводиться зовнішньо.

Регулятори непрямої дії в залежності від використаної енергії поділяються:

- електричні; -пневматичні; - гідравлічні; -комбіновані.

3. За конструктивним виконанням: апаратного, приладного, агрегатного, блочного, модульного типу.

4. За впливом на об’єкт: релейні, неперервні, імпульсні.

Критерії вибору регулятора.

при 0 < τ/Т < 0,2 релейні

при 0,2 < τ/Т < 1,0 неперервні

при τ/Т < 1,0 імпульсні

Р е л е й н і регулятори.

Р е л е й н і регулятори бувають 2х, 3х і багато позиційні.

Двопозиційні регулятори, мають два положення: одне, коли відхилення керованої величини перейде встановлену додатну межу + У, а друге-коли відхилення змінить знак і досягне від’ємної межі – У. Наприклад: автоматичне підтримування температури води здійснюється за допомогою температурного реле, при зниженні температури реле подає сигнал на вмикання нагрівачів, а при зниженні подає сигнал на вимикання.

Релейні регулятори мають ряд недоліків: регулювання грубе і ступінчате, невисока точність. (використовується в тих областях, де не потрібна висока чутливість).

Типи: ПТР – 2, ПТР – 3, ПТБ – 2.

Регулятори н е п е р е р в н о ї дії

Регулятори н е п е р е р в н о ї дії – мають більшу точність регулювання ніж релейні, до них входять:

1.Пропорційний регулятор: кожному значенню вихідної величини відповідає одне цілком певне значення вихідної величини. Між входом і виходом існує жорсткий зв’язок. Якщо вихідна величина у будь – який момент часу збільшиться, то вихідна приймає значення, що зумовлює зменшення вихідної величини і навпаки.

Типи – ПТР – П.

2. В інтегральному регуляторі регульований орган переміщується з швидкістю пропорційною ступеню відхилення регульованої величини від заданого значення. Чим більше відхилення, тим більша швидкість регульованого органу і навпаки (складається з підсилювальної і інтегруючої ланки).

3.Пропорційно-інтегральні регулятори.

В промислових регуляторах ПІ – закон регулювання досягається введенням гнучкого зворотного зв’язку, що охоплює виконавчий механізм і підсилювач регулятора.

Механізм гнучкого зворотного зв’язку називається ізодром, а сам регулятор ізодромний.

ПІ регулятори являються регуляторами непрямої дії.

ПІ регулятор називається і з о д р о м н и м, поєднує властивість П регулятора та І регулятора. Мають більшу точність, швидкодію, але складнішу конструкцію. В якості інтегруючої ланки – гідравлічний, або електродвигунний механізм.

ПІ регулятор має дві ланки,які ввімкнені паралельно: пропорційну (коефіцієнт передачі Кр) та інтегруючу (Кр1). Якщо Ті ∞, то Кр 0 і ПІ регулятор перетворюється в П – регулятор.

Залишаючи співвідношення Кр/Ті сталим, але спрямовуючи величини Кр, Ті до нуля, можна перетворити ПІ – регулятор на І регулятор.

4. Пропорційно-інтегрально-диференційні регулятори ПІД – регулятор являє собою пропорційний регулятор, до закону регулювання якого введено інтеграл і похідну від регульованої величини.

Тв=кр²/кр – час випередження, характеризує ступінь впливу похідної в законі регулювання

Такі регулятори мають три параметри – Кр, Ті, Тв.

Його можна подати у вигляді трьох паралельно ввімкнених ланок: пропорційної інтегруючої та ідеально – диференційної.

5. Пропорційно-диференційні регулятори ПД – рекомендовані для об’єктів з великим часом запізнювання, з будь – якою ємністю при різких змінах зовнішнього впливу.

Література: Л2 ст. 116-130, Л1 ст.132-138

Самостійне вивчення: Регулятори

Модуль 5 Тема: Об‛ єкти керування. Регулятори

• 1.Дайте визначення терміну “об‛ єкт керування”.
• Наведіть приклади об‛ єктів керування з транспортним запінюванням.
• Час розгону це -.............................
• Перерахуйте основні закони керування для регуляторів.
• Представте безємнісний об‛ єкт керування.
• Наведіть приклади об”єктів керування.
• Перерахуйте основні властивості об‛ єкта керування.
• По енергетичним ознакам регулятори класифікуються на ….................
• Які умови вибору релейного регулятора?
• Розшифруйте РТ-3.
• Дайте визначення терміну “регулятор “.
• Самовирівнювання це..........................
• Назвіть об‛єкти керування з перехідним запізнюванням.
• Принцип статичного керування здійснює......................... регулятор.
• Розшифруйте ПТР-3
• Акумулююча здатність це...........................
• Наведіть приклади об‛єктів керування з акумулюючою здатністю.
• Наведіть умови вибору неперервного регулятора.
• Принцип астатичного керування здійснюють.......,...........,....... регулятори.
• Яка різниця між регуляторами прямої дії і непрямої дії?
• 21.За якими умовами виникає транспортне і перехідне запізнювання?
• Запишіть математичну залежність між постійною часу То в часом розгону tр.
• По виду регульованого параметру регулятори поділяють на:.........
• Що буде часом розгону для водонагрівача?
• Перехідний режим це...........
• Що буде часом розгону для водонапірної башти?
• Сталий режим це..................
• Чи можна вкикористовувати для точного регулювання релейний регулятор? Поясніть відповідь.
• Наведіть умови вибору імпульснього регулятора.
• Намалюйте багатоємнісний об‛єкт.
• Яке призначення регуляторів?
• Наведіть марки регуляторів, які Ви знаєте.
• Представте пропорційний закон керування для регуляторів.
• Як визначається час повного запізнювання τ для об‛єктів керування?
• Чому в регуляторах типу ТУДЕ використвують стрижень з інвару?

Лекція № 11

Тема 2.1: Перетворення Лапласа. Передаточні та частотні функції АС: АЧХ, ФЧХ,

Дата добавления: 2014-01-05