- •Параметры контроля процессов бурения скважин.
- •Поплавковые и буйковые уровномеры
- •6.Развитие асду на базе современных scada- систем.
- •11)Понятие статической характеристики
- •12)Объемные расходомеры
- •15)Понятия устойчивости системы
- •16)Основные регулирующие устройства и вторичные приборы системы старт
- •19)Система автоматического управления
- •18. Частотные критерии устойчивости:( Михайлова, Найквиста и т.Д)
- •26) Методы построения переходных процессов в сау: классическийи операторный методы.
- •51, Построение логарифмических частотных характеристик
15)Понятия устойчивости системы
Как уже указывалось, основная задача системы автоматического регулирования заключается в поддержании регулируемого параметра в пределах допуска на отклонение от заданного значения. Этому препятствует неизбежное во всякой системе наличие возмущающих воздействий, вызывающих отклонение текущего значения регулируемого параметра от заданного. Автоматический регулятора стремится устранить это отклонение.
Одной из основных динамических характеристик систем регулирования является ее устойчивость. Под устойчивостью понимается свойство системы возвращаться к состоянию равновесия после устранения возмущения, нарушившего указанное равновесие. Таким образом, устойчивость или неустойчивость системы определяется характером ее свободного движения после снятия возмущения.
Таким образом, требование устойчивости системы автоматического регулирования сводится к условию отрицательности вещественных корней характеристического уравнения, а анализ системы автоматического регулирования на устойчивость — к определению' знака этих корней.
КРИТЕРИИ УСТОЙЧИВОСТИ
Для определения знаков корней необходимо решить характеристическое уравнение системы. Однако решать алгебраические уравнения высоких порядков затруднительно. Поэтому при определении знаков корней, а следовательно, и при анализе систем на устойчивость используют специальные критерии, позволяющие, не прибегая к решению характеристического уравнения, установить устойчивость системы.
В 1895 г. швейцарский математик Гурвиц опубликовал работу,, в которой изложил алгебраический критерий устойчивости, получивший впоследствии название критерия Г у р в и ц а.
Критерий Гурвиц а. Согласно этому критерию, все корни характеристического уравнения системы имеют отрицательные вещественные части (система была устойчивой) только в том случае,, если определители Гурвица при а0>0 положительны.
Будем задавать значения со в пределах от 0 до оо. Для каждого значения получим на комплексной плоскости вектор с координатами Р(со) и Q(co), а соединив концы этих векторов плавной кривой,— годограф, который называется годографом Михайлова. По расположению этого годографа можно сделать вывод об устойчивости или неустойчивости системы.
Критерий Михайлова. Система регулирования устойчива только в том случае, если годограф Михайлова /*"(/<») при изменении со от 0 до оо проходил последовательно против часовой стрелки п квадрантов комплексной плоскости (п — степень характеристического уравнения).
16)Основные регулирующие устройства и вторичные приборы системы старт
Регулирующие устройства системы СТАРТ построены на базе рассмотренных выше элементов и узлов системы УСЭППА.
Пропорциональное регулирующее устройство с линейными статическими характеристиками типа ПР 2.8 (рис. 14.11) состоит из пятимембранного элемента сравнения /, задатчика //, усилителя мощности /// и реле переключения IV.
Сигнал хт, пропорциональный текущему значению регулируемого параметра, поступает в камеру Д элемента /, а сигнал х3, пропорциональный заданному значению, — в камеру Г. Усилия, создаваемые этими сигналами на мембраны элемента сравнения, уравновешиваются силами, развиваемыми действиями сигнала в линии обратной связи и опорного сигнала х0.
(14.28)
Пропорционально-интегральное регулирующее устройство с линейными статическими характеристиками типа ПР (рис. 14.12) состоит из пятимембранного / и трехмембранного IV элементов сравнения, сумматоров на сопротивлениях II и ///, усилителя мощности V, повторителя VI, двух реле переключения VII и VIII.
Сигнал хт, пропорциональный текущему значению регулируемого параметра, поступает в камеру В, а сигнал х3, пропорциональный его заданному значению, — в камеру Б элемента сравнения I. Выходной сигнал pi элемента сравнения / поступает через выключающее реле VII на вход инерционного звена (сопротивление %, емкость V) и одновременно на вход сумматора //. Выходной сигнал инерционного звена хИ заводится на элемент сравнения / (камера Д) в качестве положительной обратной связи. На вход сумматора на сопротивлениях II, кроме сигнала ри поступает сигнал хИ, а на вход сумматора /// — СИГНаЛЫ Хк И Хвых-
Схема построена так, что работает либо сумматор II (при у=\, а/77=0), либо сумматор /// (при Р=1, ац=0).
ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
Как уже указывалось, исполнительное устройство предназначено для реализации сигнала управления, вырабатываемого регулирующим устройством автоматического регулятора.
Воздействие на процесс осуществляется изменением расхода проходящей через исполнительное устройство среды таким образом, чтобы это воздействие вызвало изменение регулируемого параметра и нужном направлении.
Исполнительное устройство, широко применяемое в газовой промышленности, показано на рис. 15.1,с. Оно состоит из двух основных частей: исполнительного механизма и регулирующего органа.
Перестановочное усилие в одном направлении создается давле- нием сжатого воздуха на эластичную мембрану / в рабочей полости исполнительного механизма, а в противоположном — за счет Усилия упругости пружины 3. Опорный диск 2, к которому жестко прикреп- лен шток 4, расположен на верхнем торце пружины. Нижним тор- пом пружина опирается на шайбу 5, которая поджата резьбовой втулкой 6. Последняя может перемещаться по резьбе в кронштейне 9. Шток исполнительного механизма соединен со штоком 12 регулирующего органа при помощи соединительной гайки 7, снабжен- ной указателем. На кронштейне прикреплена шкала 8 исполнитель- ного устройства. В корпус 13 регулирующего органа ввинчены два седла 15, образующие вместе с затвором 14 проходное сечение для регулируемой среды. Уплотнение штока 12 регулирующего органа осуществляется при помощи сальника 11, выполненного из шевронных фторопластовых колец, опирающихся на пружину. В процессе эксплуатации сальник может быть подтянут гайками 10. Конструкция и размеры сальниковой камеры позволяют заменить набивку из фторопластовых колец асбестовой. При этом вместо пружины в сальниковой камере устанавливают промежуточный фонарь, а в резьбовое отверстие сальниковой камеры вместо пробки помещают лубрикатор для подачи смазкиПод действием давления сжатого воздуха мембрана 1, преодолевая противодействие пружины 3, перемещает шток 4 исполнительного механизма, шток 12 регулирующего органа и затвор 14. Последний, перемещаясь относительно неподвижных седел 15, изменяет проходное сечение регулирующего органа, а следовательно, и расход проходящей через него среды.
Технологическая обвязка исполнительного устройства / при его установке на трубопроводе(рис. 15.1,6) предусматривает запорные 212 задвижки 3 и 4, а также регулирующий вентиль 2 на обводной линии. Такая схема позволяет осуществлять ремонт или замену исполнительного устройства при направлении потока через обводную линиюИсполнительные устройства принято классифицировать по различным признакам. В зависимости от вида используемой энергии исполнительные устройства подразделяются на пневматические, электрические и гидравлические.
По условному давлению исполнительные устройства делятся на группы: низких давлений (до 1,6 МПа); средних давлений (до 16,0 МПа); высоких давлений (до 150 МПа).
В зависимости от конструкции регулирующего органа различают исполнительные устройства: односедельные, двухседельные, трехходовые, шланговые, диафрагмовые, шаровые, заслоночные и клеточные.
В зависимости от материала основных деталей регулирующего органа выпускают исполнительные устройства: чугунные, стальные (из углеродистой стали), нержавеющие (из нержавеющей стали) и специальные.
В зависимости от расположения входного и выходного патрубков исполнительные устройства могут быть проходными и угловыми.
По виду действия исполнительные механизмы подразделяются на нормально открытые (НО), в которых при прекращении подвода энергии, создающей перестановочное усилие, проходное сечение полностью открывается, и нормально закрытые (НЗ), в которых при прекращении подвода энергии, создающей перестановочное усилие, проходное сечение полностью закрывается.
По защищенности от воздействия окружающей среды исполнительные устройства изготавливают в обыкновенном и взрывозащи-щенном исполнении.
При осевом перемещении штока 6 с управляющим клапаном кулачкового механизма редуктора 7 и закрытии