Технічний коледж


НазваТехнічний коледж
Сторінка9/19
Дата12.03.2013
Розмір2.18 Mb.
ТипДокументи
bibl.com.ua > Фізика > Документи
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   19

4.4.2 АСР пов’язаного регулювання
Основою побудови системи повязаного регулювання є принцип автономності. Щодо об’єкта з двома входами і виходами поняття автономності визначає взаємну незалежність вихідних координат y1 і y2 при роботі двох замкнених систем регулювання.

По суті умова автономноcті складається з двох умов інваріантності: першого виходу y1 відносно сигналу другого регулятора Хр2 та другого виходу y2 відносно сигналу першого регулятора Хр1. При цьому сигнал Хр1 можна розглядати як збурення для виходу y2, а сигнал Хр2 – як збурення для y1. Тоді перехресні канали виконують роль каналів збурення (див. рис. 4.10). Для компенсації цих збурень у систему регулювання вводять динамічні пристрої з передаточними функціями і , сигнали від яких надходять на відповідні канали регулювання або на входи регуляторів.

Рис. 4.10. Структурна схема системи пов’язаного регулювання
За аналогією з інваріантними АСР передаточні функції компенсаторів і , які визначаються з умови автономності, залежатимуть від передаточних функцій прямих і перехресних каналів об’єкта.
; /4.27/
Для побудови автономних систем регулювання важливе значення мають фізична реалізованість і технічна реалізація наближеної автономності.

У розрахунку системи пов’язаного регулювання поділяють на автономні АСР (див. рис. 4.11). Кожну таку автономну систему розраховують як комбіновану згідно із принципом інваріантності, тобто знаходять настроювання регулятора і після цього визначають параметри динамічного компенсатора. Збуренням для автономної АСР, зображеної на рис.4.11.а, буде навантаження Хр2 а показаної на рис.4.11.б - Хр1. Таким чином, такі системи досліджують по каналу відповідно Хр2→ y1 і Хр1→ y2.


Рис. 4.11. Структурні схеми автономних АСР
Передаточні функції автономних систем регулювання мають такий вигляд: ; /4.28./

. /4.29./
4.5 Системи регулювання співвідношення потоків
Такі системи використовують для регулювання співвідношення двох технологічних параметрів, які мають бути пропорційно залежними. Найширше такі системи регулювання застосовують для регулювання співвідношення матеріальних або енергетичних потоків, відношення витрат яких дорівнює сталій величині, яка називається коефіцієнтом співвідношення.

АСР співвідношення можуть бути з одним, двома або трьома регуляторами (рис.4.12). Система регулювання з одним регулятором подібна до комбінованої АСР без динамічного компенсатора (рис.4.12,а). Вона містить замкнену одноконтурну систему регулювання, яка називається веденою і ланку збурення, яка називається ведучою.

Регулятор веденого контуру регулювання називається регулятором співвідношення і ґрунтується на пропорційно-інтегральному законі регулювання. Регулятори інших контурів регулювання можуть ґрунтуватися на інших законах регулювання.




Рис. 4.12.Функціональні схеми АСР співвідношення
Структурну схему АСР співвідношення з одним регулятором показано на рис.4.13, де позначено: R – регулятор; ВП1, ВП2 – вимірювальні перетворювачі; ПП1, ПП2 – проміжні перетворювачі; ВМ – виконавчий механізм.


ПП1

W4


BП1

W6

W4

ПП1

R1


X1








R

W1


BM

W2


OP

W3


ПП2

W5


BП2

W4

X2

u y

Рис. 4.13. Структурна схема АСР співвідношення з одним регулятором


Передаточна функція АСР по каналу збурення Х1 y має вигляд:

/4.30/

Фактично вихідною координатою такої АСР є коефіцієнт співвідношення, який позначимо Кс. Таким чином, у процесі дослідження системи передаточну функцію необхідно знаходити у вигляді . У цьому разі, розглядаючи систему трубопроводів як деякий умовний ОР, доходимо висновку, що вхідною координатою є , а вихідною -.

Знайдемо передаточну функцію АСР по каналу Х2 y:

/4.31/

Обчислимо відношення передаточної функції і :

/4.32/

Рівняння має істотне значення. По-перше, з цього випливає, що динамічні характеристики ОР АСР другого потоку не впливають на динамічні характеристики системи регулювання співвідношень; по-друге, система регулювання по каналу Х1 Х2 є астатичною при використанні ПІ- або ПІД-регуляторів; по-третє, характер перехідного процесу визначатиметься параметрами регулятора.

Нехай,

; ; ; /4.33/

Передаточна функція системи регулювання має вигляд:

/4.34/

Із рівняння /4.34/ випливає, що при використанні ПІ-регулятора система регулювання завжди буде стійкою. Еквівалентний коефіцієнт передачі системи

У разі зміни завдання (коефіцієнта співвідношення) регулятора передаточна функція системи по каналу u y має вигляд:

/4.35./

Отже, АСР необхідно досліджувати по каналу Х1 Х2 для визначення якості регулювання у разі зміни збурюючого параметра, а також по каналу u y для визначення якості регулювання у разі завдання.
4.6 Адаптивні та екстримальні системи регулювання
4.6.1 Адаптивні системи регулювання (АСР)
Ми розглядали САК, які розробляються за заданими характеристиками об’єкта, відомими збуреннями і які мають незмінну структуру і параметри. Проте в більшості випадків, під час проектування систем виникають складності, що пов’язані з наявністю неповної інформації про властивості об’єкта та зовнішні збурення.

Вихід з цих ускладнень полягає в розробці регуляторів, властивості яких змінюються так, щоб при змінюванні параметрів об’єкта і зовнішніх дій якість системи зберігалася, тобто властивості регуляторів мають пристосовуватись (адаптуватися) до цих змінювань.

Системи з такими регуляторами називаються адаптивними (самонастроювальними). Отже, адаптивна САК-це система, яка здатна в процесі виконання основної задачі керування за рахунок змінювання параметрів і структури регулятора поповнювати нестачу інформації про об’єкт керування і, діючи на його зовнішні збурення поліпшувати якість свого функціонування.

Якщо вважати час роботи об’єкт інтервал [t0,t1] , то його відповідно можна розділити на підінтервали, протягом яких параметри об'єкта можна вважати незмінними. Для визначення цих інтервалів вводять поняття інтервал квазістаціонарності (Т). Виходячи з того, що параметри об’єкта насправді змінюються і вважаються сталими тільки протягом інтервалу квазістаціонарності, задачу синтезу необхідно розв'язувати в процесі та темпі роботи об'єкта автоматично. Отже алгоритм регулятора повинен змінюватися під час роботи системи, пристосовуючись (адаптуючись, самонастроюючись) протягом часу Т до параметрів об'єкта, що змінюється так щоб якість роботи системи залишалась незмінною. При такому підході до побудови адаптивної системи передусім необхідно розв'язати задачу ідентифікації (визначення) параметрів об'єкта керування. Системи з ідентифікаційним алгоритмом називаються параметрично адаптивними системами.

Іншим видом адаптивних систем є системи, які здійснюють пошук законів змінювання параметрів регулятора, виходячи безпосередньо з цілей керування. При цьому параметри регулятора повинні змінюватись залежно від значення критерію якості роботи системи. Такі алгоритми називаються прямими алгоритмами адаптивного керування, а системи в яких використовуються ці алгоритми називаються функціонально адаптивними системами керування.

Пристрій, що реалізує алгоритм адаптації називають адаптером.

Особливість структури адаптивних систем полягає в тому, що порівняно із звичайними неадаптивними системами вони мають додатковий контур – контур адаптації(самонастроювання), призначений для переробки інформації про умови роботи , що змінюються, і наступної дії на регулятор основного контуру керування.


Рис. 4.14 Функціональна схема адаптивної системи
Контур, що складається з керуючого пристрою і об'єкта керування, є основним контуром і становить звичайну неадаптивну САК. Адаптер дістає інформацію про вхідну дію x, збурення f, вихідну величину y і діє на керуючий пристрій основного контуру. Отже, адаптивна САК, крім основного контуру, має контур адаптації. Для цього контуру об'єктом керування є вся основна САК.

Адаптивні системи звичайно поділяють на два класи: параметричні і непараметричні.

У параметричних системах структура керуючого пристрою залишається незмінною, а адаптація здійснюється за рахунок змінювання (підстроювання) значень параметрів з ціллю наближення їх до оптимальної настройки. Такі системи наз. також самонастроювальними.

У непараметричних системах адаптація здійснюється за рахунок змінювання структури (алгоритму функціонування) керуючого пристрою. Такі системи наз. також самоорганізуючими.
4.6.2 Системи екстремального регулювання (ЕСР)
Системою екстремального керування називається система, в якій автоматично відшукується та підтримується режим роботи, що характеризується максимально (мінімально) можливим значенням показника якості. Цей показник називається також показником екстремуму або цільовою функцією. В загально випадку в процесі екстримального керування визначається екстремум статичної характеристики нелінійного нестаціонарного інерційного об'єкта, на який діють збурення, що змінюють положення екстремуму в просторі керуючих дій.

Якщо статична характеристика об'єкта має екстремум:

I=f(U1,U2,…Um), /4.36/

де І-показник екстремуму, ui-керуючі параметри, то система екстримального керування має виводити й утримувати робочу точку в екстремумі.



а б
Рис. 4.15 Статична характеристика об’єкта: а) значення керуючого параметра U=U´ при якому досягається екстремум є фіксованим; б) координати екстремуму змінюються у часі.

Об'єкти екстримального керування можна класифікувати за такими ознаками:

  1. Кількість керуючих (оптимізуючи) параметрів;

  2. Кількість екстремумів характеристики об'єкта;

  3. Обсяг інформації про об'єкт;

  4. Інерційність об'єкта.

Якщо в об’єкті всього один керуючий параметр (m=1) та об’єкт називається однопараметричним; якщо m>1 то об'єкт багатопараметричний.

В найпростішому випадку об’єкт екстремального клерування є однопараметричним, одно екстремальним а його статична характеристика (рис.1) безперервно-диференційованою функцією. Головним у системах екстремального керування є відслідковування дрейфу екстремуму статичної характеристики об’єкту, тому екстремальні системи часто називають санастроювальними системами.

Прикладом екстремального об’єкту може бути котел теплових електричних станцій. В топку котла подається повітря кількість якого дещо перевищує ту кількість яка теоретично необхідна для повного згорання палива. Відношення цих кількостей називається коефіцієнтом надлишку повітря н. Правильність вибору цього коефіцієнту визначає економічність використання палива. Основним збуренням для котла є змінювання споживання пари. Залежність ККД котла  від коефіцієнта надлишку повітря н мають екстремуми для різних витрат пари F (рис. 4.16). Завданням систем екстремального керування є зміна подачі повітря в топку таким чином щоб ККД котла мав би максимально можливе в даних умовах значення.


Рис. 4.16. Залежність ККД котла  від

коефіцієнта надлишку повітря н.
Є різні методи (принципи) пошуків екстремумів, такі як : метод вимірювання похідної, метод градієнта, метод найбільш швидкого спуску, метод випадкових пошуків, метод Гаусса –Зейделля, та інші.

Якщо значення керуючого параметра U=U’, при якому досягається екстремум є фіксованим, тобто відбувається лише вертикальний дрейф статичної характеристики, або знаходиться за заздалегідь відомим законом, то можна застосовувати систему стабілізації, або систему програмного керування.

Якщо крім вертикального дрейфу відбувається і горизонтальний, причому закон цього дрейфу заздалегідь невідомий, то системи стабілізації, або програмного керування не можуть забезпечити автоматичне утримання екстремуму. В цьому випадку слід застосовувати систему екстремального керування. Ця система забезпечує такі зміни керуючого параметра, при яких відбувається рух системи до екстремуму і утримання її в точці екстремуму.
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   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