КУРС ЛЕКЦІЙ для студентів спеціальностей 091700 «Технологія зберігання, консервування та переробки молока»
|
|
Скачати 1.57 Mb.
|
ПД -регулятор – є регулятором з упередженням, який діє на об’єкт по похідній від відхилення в часі. Регулятор до появи значного відхилення (непогодження) розпочинає переналаштовування регулюючого органу і таким чином зменшує динамічне відхилення. В пропорційно-інтегральному-диференціальному регуляторі (ПІД) - регулююча дія пропорційна відхиленню Δх регульованої змінної, інтегралу та диференціалу від нього. Процес регулювання з ПІД-регуляторами починається вже під час появи сигналу про прискорення зміни відхилення Δх (рис. 4.5,б), регулююча дія Uр виробляється як би заздалегідь, не чекаючи значного відхилення. Завершується регулююча дія тільки при Δх=0. Криві зміни регульованого параметру на одному й тому ж статичному об’єкті за умов дії різних регуляторів приведені на рис.4.6.  Рис. 4.6. Криві розгону стичного об’єкта. 4.4. ДИСЕРЕТНІ РЕГУЛЯТОРИ Серед регуляторів дискретної дії найбільш поширені двопозиційні (релейні) та імпульсні регулятори. У двопозиційних регуляторах регулюючий орган може займати одне із двох положень «Відкрито-Закрито». При регулюванні температури в теплообміннику двопозиційний регулятор переключає РО, коли температура досягне заданого максимального або мінімального значення. Характеристика двопозиційного регулятора має вигляд, приведений на рис. 4.7.  Рис. 4.7. Характеристика двопозиційного регулятора. Видно, що процес має автоколивальний характер. Різниця між максимальним і мінімальним значенням Хвих регульованої змінної називається зоною нечутливості позиційного регулятора, бо коли значення Хвих знаходиться всередині зони, регулятор не реагує на її зміну. Переключення РО відбувається лише тоді, коли регульована змінна Хвих досягне однієї із границь нечутливості. Частота переключень залежить від сталої часу Т об’єкта регулювання і чим вона менша, тим частіше відбувається переключення і тим швидше система виробить свій ресурс. Тому двопозиційні регулятори використовуються для достатньо інерційних об’єктів і технологічні вимоги до яких допускають досить значні коливання регульованої змінної. 4.5. ДИНАМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЛЕЙНО-ІМПУЛЬСНОГО РЕГУЛЯТОРА Динамічні властивості релейно-імпульсного регулятора визначаються двома вузлами: регулюючим блоком (РБ) та виконавчим механізмом (ВМ) з постійною швидкістю обертання (РИС. 4.8).  Рис. 4.8. Структурна схема релейно-імпульсного регулятора Регулятор працює, як правило, на ВМ, що виконаний на базі асинхронного електродвигуна з редуктором, і вмикається в роботу за допомогою пускового пристрою (ПП). Особливість ВМ постійної швидкості обертання в тому, що він розрахований на визначену напругу живлення і не може керуватись за рахунок її зміни. При появі досить потужного регулюючого сигналу Uр (t) пусковий пристрій подає живлення на електродвигун ВМ. Останній приводить до переміщення РО з постійною швидкістю  , яка не залежить від значення регулюючої дії Uр (t). Канал Uр (t)→ Хвих (t) - є нелінійною ланкою.Вихідна регулююча дія на об’єкт регулювання Хро (t) такого ВМ в відповідності із необхідним законом регулювання (наприклад, ПІ), отримується за допомогою імпульсного способу керування ВМ. Суть його роботи характеризується чередуванням короткочасних вмикань (імпульсів довжиною Δtвмк) та відключень (Δtвідкол). При кожному ввімкненні ВМ РО переміщується на величину Δtро=V۰ Δtвмк, а вперіод пауз положення РО не змінюється. Як правило, велика постійна часу самого технологічного процесу та його інерційність, призводить до фільтруючих властивостей і таке дискретне переміщення РО сприймається об’єктом управління, як плавне, з деякою середньою швидкістю Хро яка називається швидкістю регулювання. Середнє значення швидкості регулювання Хро характеризується відношенням переміщення ΔХро РО в плинний час одного імпульсу, яке дорівнює ΔХро=V0۰ Δtвмк , до періоду надходження імпульсів (Δtвмк+Δtвідкл):  де  -скважність керуючих імпульсів.При імпульсному регулюванні середня швидкість регулювання пропорційна швидкості керуючих імпульсів Uр. Змінюючи скважність  (t) (рис. 4.9) керуючих імпульсів Uр в залежності від сигналу Δх(t) можна отримати необхідну керуючу дію Хро(t) на регулюючий орган. [ ] Рис. 4.9. Графіки роботи імпульсного регулятора при різних скважностях. РОЗДІЛ 5 ДИНАМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ АСР ТА ЇЇ СКЛАДОВИХ 5.1. ПОДАННЯ ЕЛЕМЕНТІВ АСР ЛАНКАМИ. ПЕРЕДАТОЧНА ФУНКЦІЯ АСР. ПЕРЕТВОРЕННЯ ЛАПЛАСА Динамічні властивості АСР в цілому визначаються динамічними властивостями всіх її складових, тобто, автоматичного регулятора (АР) та самого об’єкта. Для дослідження динамічних властивостей АСР використовують різні математичні моделі (ММ) у вигляді динамічних характеристик і зв’язків між ними. Один із ефективних прийомів одержання і представлення ММ АСР є використовування типових елементарних динамічних ланок. Ідея методу полягає в тому, що при створенні ММ використовуються елементарні ланки з наперед заданими (відомими) властивостями. При цьому система АСР розділяється на окремі елементи, що відрізняються один від одного не за функціональною ознакою, а за динамічними властивостями, і являє собою сукупність цих ланок та певних зв’язків між ними. Алгоритмічною ланкою автоматичної системи називається найпростіша складова частина, яка відображає її динамічну властивість і яка має один вхід і один вихід. Незважаючи на велику різноманітність систем автоматичного регулювання та елементів, що входять в них, існує всього декілька динамічних ланок, які використовуються для опису будь якої системи чи АСР. Ланки АСР є детектуючими, тобто, сигнал може проходити через ланку тільки в одному напрямку – від входу до виходу. Це дозволяє розглядати кожну ланку окремо від усієї системи. Не завжди один конструктивний елемент замінюється однією ланкою. Інколи елемент може бути поданий комбінацією із кількох ланок. Можна отримувати ММ АСР різного ступеня деталізації. До динамічних характеристик ланок відносяться: рівняння динаміки, перехідні характеристики та передаточні функції. Під передаточною функцією (зображається W(P)) розуміють відношення вихідної величини ланки до вхідної. Передаточну функцію одержують із диференційного рівняння ланки, при цьому використовують операторну форму запису, яка дає можливість знак диференціювання d/dt замінити оператором Р. Такий перехід від функції часу x(t) до її зображення x(p) називається прямим перетворенням Лапласа і визначається формулою:   Це співвідношення ставить функцію х(t) дійсної змінної у відповідності функції Х(р) комплексної змінної, яка =  . При цьому х(t) називається оригіналом, а Х(р) – відображенням по Лапласу. Те, що х(t) має своїм відображенням Х(р) записується ще так:Х(р) = L{ х(t) }, тобто, х(t) присвоїти Х(р), де L – прямий оператор Лапласа. Зворотна операція переходу від операторного зображення Х(р) до функції х(t) (оригіналу) зветься зворотнім перетворенням Лапласа. В більшості практичних задач здійснюється за допомогою таблиць, які приведені в довідниках по операційному обчисленню. Для визначення оригіналу по його відображенню, тобто, Х(р) присвоїти х(t), застосовують формулу:  =  , де - обернений оператор Лапласа.Властивості перетворення Лапласа 1)лінійності: перетворення суми = сумі перетворень Лапласа  2)диференціювання оригіналу:   Якщо є n – похідних, то  3)інтегрування оригіналу зводиться до ділення відображення на Р  4) теорема запізнювання: Для будь якого позитивного числа   Широке застосування його в ТАУ обумовлене тим, що за його допомогою визначається передав. Функція, яка є компетентною формою опису динамічних властивостей елементів і систем. У результаті такого перетворення можна розв’язати диференційне рівняння алгебраїчно, що спрощує рішення диференційних рівнянь, в тому числі і вищих порядків, наприклад,  ;  ;  .Передаточна функція ланки W(p) визначається як відношення операторного зображення вихідної величини  до операторного значення вхідної величини  : .Фізична суть поняття передаточної функції полягає у тому, що вона однозначно показує , як передається вхідний сигнал на вихід елемента чи системи. Тобто, при заданій W(p) і певному вхідному сигналі  завжди однозначно визначається вихідний сигнал  : Перехідні характеристики ланок – є часовими характеристиками і показують як протікають в них перехідні процеси, тобто, яка є реакція ланки на вхідні сигнали х(t) і зображується як траєкторія зміни  у часі.Для порівняння характеристик різних ланок використовуються типові вихідні сигнали – стрибкоподібний або імпульсний. В цьому випадку траєкторія зміни називається кривою розгону.5.2. ОСНОВНІ ЛАНКИ ЛІНІЙНИХ АСР 1) Cтатична ланка першого порядку (або аперіодична). Динамічна характеристика описується диференційним рівнянням першого порядку у стандартній (канонічній) формі:  , де Т – стала часу ланки, характеризує швидкість перебігу перехідних процесів, є мірою інерційності РУ; к - коефіцієнт підсилення ланки.Застосовуємо операторну форму запису     ;  Перехідна характеристика (крива розгону)  Графік кривої розгону – експонента. За умов стрибкоподібної зміни вхідної величини – вхідна змінюється повільно, відстаючи від вхідної, тому такі ланки називають інерційними. Прикладами інерційних ланок є (рис.5.1):  Рис.5.1. а) крива розгону; б-в) LR та RC – ланцюги (вхідна величина є напруга живлення, а вихідна –струм); г-д) електродвигуни постійного струму з незалежним збудженням вхідна величина - напруги живлення, а вихідна швидкість обертання); термопара (вхідна величина - температура гарячого спаю, вихідна –ТЕРС. 2) Статична ланка нульового порядку (підсилювальна ланка) Рівняння динаміки:  де к – коефіцієнт підсилювання ланки.Передавальна функція W(p)=К З подачею на вхід стрибкоподібного сигналу вихідна величина без запізнення повторює зміну вхідної. Це  Рис.5.2. Безінерційні ланки: а - крива розгону; б - редуктор; в - дільник напруги; г - електронний підсилювач; д - важільна передача.3)Астатична (інтегрувальна) ланка 1-го порядку Диференційне рівняння динаміки:  або  і відповідно:  ;  .Перехідною характеристикою інтегруючої ланки є пряма, що проходить через початок координат під кутом  до осі часу tg= k (рис.5.3 , а).  Рис.5.3. Інтегруючі ланки: а - крива розгону; б – електродвигун. Приклад астатичної – електродвигун, коли вихідним сигналом є напруга управління, а вихідним – кут повороту ротора.4) Диференціювальна ланка Диференціювальною називається ланка – в якій вихідна величина пропорційна швидкості зміни вхідної  (це ідеальна ланка). Відповідно:  ;  .Регульована змінна її прямує до ∞ (при  >0). Такий перехідний процес неможливий, тому на практиці використовуються реальні диференціювальні ланки (рис. 5.4 ). Рис. 5.4. Реальна диференціювальна ланка: а - крива розгону; б – RC-контур. |
Схожі:
|
КУРС ЛЕКЦІЙ з дисципліни “ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ГАЛУЗІ”... Всі цитати, цифровий та фактичний матеріал, бібліографічні відомості перевірені. Написання одиниць відповідає стандартам |
Навчально-методичний посібник для самостійного вивчення навчальної... «Товарознавство і комерційна діяльність», 05170104 «Технологія зберігання, консервування та переробки м’яса», 05170107 «Технологія... |
|
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ... «Технологія зберігання, консервування та переробки молока» і «Технологія жирів і жирозамінників» напряму 0917 «Харчова технологія... |
ІСТОРІЯ УКРАЇНИ Конспект лекцій для студентів технічних спеціальностей України. / Г. Ю. Каніщев, Ю.І. Кисіль, В. О. Малишев, Г. Г. Півень, О. А. Яцина. – Конспект лекцій для студентів технічних спеціальностей.... |
|
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ для студентів всіх спеціальностей і форм навчання Затверджено Васійчук В. О., Гончарук В.Є., Дацько О. С., Качан С.І., Козій О.І., Ляхов В. В., Мохняк С. М., Петрук М. П., Романів А. С., Скіра... |
Курс лекцій Для студентів денної і заочної форми навчання Всіх спеціальностей університету ТЕМА ІНТЕЛЕКТУАЛЬНА ВЛАСНІСТЬ ЯК ПРАВО НА РЕЗУЛЬТАТИ ТВОРЧОЇ ДІЯЛЬНОСТІ ЛЮДИНИ |
|
Курс лекцій Київ 2006 Київський Національний Університет культури і мистецтв Безклубенко Сергій Данилович. Основи філософських знань. Курс лекцій для слухачів Академії пепрукарського мистецтва та студентів... |
Конспект лекцій для студентів усіх спеціальностей денної та заочної форм навчання Гуць В. С., Володченкова Н. В., Основи охорони праці: Конспект лекцій для студентів усіх спеціальностей денної та заочної форм навчання.... |
|
Курс лекцій СУМИ 2003 МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ СУМСЬКИЙ... Курс лекцій спрямований на надання студентам допомоги по вивченню навчального курсу з „Торгового права” та розрахований на студентів... |
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ для студентів економічних спеціальностей усіх форм навчання Проектний аналіз : конспект лекцій / укладачі: О. І. Карпіщенко, О. О. Карпіщенко. – Суми : Сумський державний університет, 2012.... |
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua