Технічний коледж


НазваТехнічний коледж
Сторінка8/19
Дата12.03.2013
Розмір2.18 Mb.
ТипДокументи
bibl.com.ua > Фізика > Документи
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   19

4.3 Системи регулювання з додатковим імпульсом за похідною з проміжної точки
Такі системи регулювання використовують тоді, коли об’єкт має регульований технологічний параметр, розподілений за просторовою координатою (наприклад, апарати колонного типу, трубчасті реактори, кожухотрубні теплообмінники з великою довжиною та ін.). Особливість таких об’єктів полягає в тому, що основною регульованою координатою є технологічний параметр на виході з апарата, збурення розподілені за довжиною апарата, а регулюючий вплив подається на його вхід. При цьому одноконтурні замкнені системи регулювання не забезпечують необхідної якості перехідних процесів через велику інерційність каналу регулювання.

Подавання на вхід регулятора додаткового імпульсу з проміжної точки апарата дає випереджаючий сигнал і регулятор включається в роботу раніше, ніж вихідна координата відхилиться від заданого значення.

Для забезпечення регулювання без статичної похибки необхідно, щоб в усталених режимах додатковий імпульс зникав. Для цього допоміжний імпульс пропускають через реальну диференціальну ланку з передаточною функцією.

Wд (s)= Кд, /4.14/

де Кд- коефіцієнт передачі; , - сталі часу.

Ефективність уведення додаткового імпульсу залежить від точки його вибору, яку визначають у кожному конкретному випадку динамічними властивостями об’єкта та умовами його роботи.

Розрахунок подібних систем регулювання аналогічний розрахунку каскадних АСР.

На рис. 4.5. допоміжну формує ланцюжок, який складається з вимірювального перетворювача ВП1 проміжної координати , проміжного перетворювача ПП1 та реальної диференцюючої ланки D. Вихідний сигнал диференціатора надходить на вхід регулятора R. Цей зворотний зв’язок є гнучким і працює лише в перехідних режимах роботи.


Рис. 4.5. Структурна схема АСР із допоміжною похідною
Як правило, такі АСР досліджуються по каналу збурення, розподіленого за просторовою координатою. Збурення Z діє як на вихідну координату об’єкта у, так і на проміжку у1.Завдяки тому, що технологічний параметр розподілений за лінійною координатою, дія збурення Z на проміжну координату у1 відбудеться швидше, ніж на координату у. Тому регулятор R почне працювати з моменту появи сигналу у1 і значно швидше, ніж зміниться сигнал у.

Структурна АСР із допоміжною похідною подібна каскадній, тобто має два контури: внутрішній і зовнішній. Передаточна функція для внутрішнього контура по каналу регулювання (при зміні завдання регулятора u) має вигляд:

, /4.15/

а по каналу збурення :

/4.16/
Передаточна функція АСР по каналу регулювання :

/4.17/

а по каналу збурення :

/4.18/
Із рівнянь /4.15-4.18/ випливає, що передаточна функція диференціатора залежить віл параметрів регулятора. Із характеристичного рівняння для внутрішнього контура маємо:

/4.19/

У /4.19/ введемо позначення еквівалентного об’єкта:
, /4.20/

Якщо регулятор грунтується на ПІ-законі регулювання, то рівняння /4.19/ з урахуванням /4.14/набирає вигляду
/4.21/

Із рівняння /4.21/ слідує, що в разі використання ПІ (або ПІД) регулятора з достатньою точністю можна вважати, що параметри диференціатора будуть близькими до параметрів регулятора, тобто , а .

Розрахунок АСР із додатковим імпульсом за похідною зводиться до такого:

  • визначають настроювальні параметри регулятора замкненої одноконтурної системи регулювання без внутрішнього контура;

  • використовуючи рівняння /4.21/знаходять параметри диференціатора;

  • розраховують перехідний процес АСР і визначають його якість;

  • якщо якість не відповідає необхідним вимогам, то потрібно змінити параметри диференціатора.


4.4 Взаємопов’язані системи регулювання
Об’єкти з багатьма взаємопов’язаними входами та виходами називаються багатопов’язаними (рис. 4.6,а). За відсутності перехресних зв’язків, коли кожний вхід впливає лише на один вихід, багатопов’язані об’єкти розпадаються на однопов’язані (рис. 4.6,б).
х1 y1 x1 y1



x2 y2 x21




x2 у2



xn ym xn ym





a б
Рис. 4.6. Структурні схеми об’єктів із кількома входами та виходами:

а – із взаємопов’язаними координатами; б – однопов’язані об’єкти.
Більшість хіміко-технологічних процесів є складними багатопов’язаними об’єктами, наприклад, випарні установки, абсорбери, ректифікаційні колони, реактори та ін. Системи регулювання технологічними параметрами таких об’єктів також взаємопов’язані.

Динаміка багатопов’язаних об’єктів описується системою диференціальних рівнянь або в операторній формі у вигляді матриці. Наприклад, для рисунку 4.6,а маємо:




...

...

... ... ... ... ... = ...

... /4.22/
Першу матрицю називають матрицею передаточних функцій , другу - матрицею вхідних координат , третю – матрицею вихідних координат . Таким чином, у матричній скороченій формі рівняння можна записати так:
/4.23/
Для однопов’язаних об’єктів матриця /4.22/ перетворюється на діагональну:


0 ... 0

0 ... 0 * =

... ... ... ... ... ...

0 0 ... /4.24/
Існують два різних підходи до автоматизації багатопов’язаних об’єктів: непов’язане регулювання окремих координат за допомогою одноконтурних АСР; пов’язане регулювання з використанням багатоконтурних систем, в яких внутрішні перехресні зв’язки об’єкта компенсується зовнішніми динамічними зв’язками між окремими контурами систем регулювання. Кожний із цих методів має свої переваги і недоліки.

При непов’язаному регулюванні, якщо враховують лише основні канали, АСР розраховують так само як одноконтурні системи. Цей метод можна застосовувати тоді, коли вплив перехресних зв’язків набагато слабший, ніж основних. У разі сильних перехресних зв’язків фактичний запас стійкості системи регулювання може виявитися нижчим за розрахунковий. Це призводить до низької якості регулювання, а в найгіршому випадку – до втрати стійкості внаслідок взаємовпливу контурів регулювання.

Щоб попередити можливість взаємного розгойдування, одноконтурні АСР слід знаходити, ураховуючи внутрішні зв’язки та інші контури регулювання. Це значно ускладнює розрахунок системи, але гарантує задану якість регулювання в реальній системі.

Пов’язані системи регулювання крім основних регуляторів містять додаткові динамічні компенсатори. Розраховувати та налагоджувати такі АСР значно важче, ніж одноконтурні.
4.4.1 АСР непов’язаного регулювання
Розглянемо принцип непов’язаного регулювання на прикладі об’єкта з двома непов’язаними координатами (рис. 4.7,а). Зазначимо, що об’єкти з двома взаємопов’язаними координатами найширше використовують у хімічній технології. Якщо об’єкт має понад дві взаємопов’язані координати, то при автоматизації його поділяють на два або більше об’єктів з двома взаємопов’язаними координатами.


Рис. 4.7. Схеми об’єкта з двома взаємопов’язаними координатами:

а – структурна; б – принципова

Передаточна функція та створюють перехресні зв’язки між вхідними та вихідними координатами об’єкта. Прикладом такого об’єкта регулювання може бути резервуар з рідиною під тиском. Тиск Р регулюється зміною витрати притоку Fn , а рівень Lзміною витрати стоку Fc. Нехай, згідно із структурною схемою об’єкта Х1 Fn; Х2 Fс; y1Р; y2 L.

Між тиском Р і витратою Fn існує прямий зв’язок, який описується передаточною функцією . Між рівнем L і витратами також існує прямий зв’язок, який описується передаточною функцією . Розглянемо перехресні зв’язки. Якщо витрата Fn(Х1) збільшиться, то це призведе до збільшення рівня (y2). З іншого боку, збільшення витрати (Х2) призведе до зниження рівня (y2) і відповідно тиску (y1). Ці взаємозв’язки створюють передаточні функції і .

Якщо взаємні зв’язки сильніші від основних, то їх необхідно поміняти місцями так, як показано на рис. 4.7.

У разі сильних основних зв’язків будують системи регулювання по каналах відповідно Х1 y1 і Х2 y2 (рис. 4.8).

Рис.4.8. Структурна схема АСР непов’язаного регулювання
Зв’язок між системами регулювання відбувається через ОР. Знайдемо передаточну функцію еквівалентного об’єкта в одноконтурній АСР із регулятором R1, структурну схему якого показано на рис. 4.9.


Рис. 4.9. Структурна схема еквівалентного об’єкта регулювання для каналу регулювання Х1 y1
Із рисунка 4.9. випливає, що, по-перше, еквівалентний об’єкт містить систему регулювання по каналу Х2 y2 із передаточною функцією ; по-друге, одержано еквівалентну ланку з передаточною функцією , паралельною основній динамічній ланці з передаточною функцією . Таким чином, передаточна функція еквівалентного об’єкта регулювання має вигляд:

,
; /4.25/
/4.26/
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   19

Схожі:

Тема. Поняття про технічний рисунок, креслення
Мета: сформувати уміння та навички виконувати технічний рисунок, креслення у масштабі; ознайомити учнів з типами ліній і умовних...
М. Дніпропетровськ Дніпропетровський університет економіки та права...
...
ТЕХНІЧНИЙ РЕГЛАМЕНТ
Цей Технічний регламент розроблений з урахуванням вимог Директиви Ради Європи від 29 травня 1997 р. №97/23/ЄС про обладнання, що...
ПРАВИЛА ПРИЙОМУ до Державного вищого навчального закладу «Нововолинський...
Провадження освітньої діяльності у Державному вищому навчальному закладі “Нововолинський електромеханічний коледж” здійснюється відповідно...
Державний вищий навчальний заклад «Куп’янський автотранспортний коледж»...
Комунальний заклад охорони здоров′я ″ Ізюмський медичний коледж″ 64300, м. Ізюм, вул. Старопоштова, 41 0-5743 2-12-46
Додаток 8 до правил прийому в ДВНЗ «Нововолинський електромеханічний...
Прізвище, ім'я, по батькові вступника у сертифікатах зовнішнього незалежного оцінювання різних років повинно збігатися з прізвищем,...
Технічний регламент «Вимоги щодо виробництва молока та молочних продуктів» Загальні положення
Цей Технічний регламент визначає обов’язкові вимоги до молочної продукції та процесів її виробництва, у тому числі, стосовно інформації,...
К. М. Ситника Допущено Міністерством освіти і науки України
Рецензенти: д-р техн наук, проф. /. М. Астрелін (Національний технічний університет України «КПІ»), д-р техн наук, проф. О. Я. Лобойко...
РІВНЕНСЬКИЙ ЕКОНОМІКО ГУМАНІТАРНИЙ ТА ІНЖЕНЕРНИЙ КОЛЕДЖ

ВП «Коледж технологій та дизайну Луганського національного університету...
ВП «Коледж технологій та дизайну Луганського національного університету імені Тараса Шевченка»
Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання


При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
Головна сторінка