3.2 Аср стабілізації витрат матеріальних і енергетичних потоків

а б

Рис. 3.3 Схеми одноконтурної АСР витратами:

а - функціональна; б- структурна.

Мета такої системи регулювання - стабілізувати перепад тиску на діафрагмі, при зміні навантаження, тобто витрати F. Об'єктом регулювання є трубопровід 5 від діафрагми і до регулюючого органу 6 (включаючи останній).

АСР працює так: Відхилення витрати F від усталеного значення спричинить зміну перепаду тиску на діафрагмі. Останній сприйметься диференціальним манометром (дифманометром) 2 і призведе до появи неузгодженості між завданням и регулятора 3, який відпрацює цю зміну згідно із законом регулювання і на вході виконавчого механізму 4 з'явиться сигнал, унаслідок якого зміниться прохідний отвір регулюючого органу 6 так, щоб витрата F стала дорівнювати заданому значенню.

Аналіз системи регулювання показує, що об'єкт керування має достатньо малу сталу часу і характеризується часом чистого запізнення. Для рідинного потоку такий об'єкт можна вважати об'єктом ідеального витіснення і його ланкою – ланку чистого запізнення. Крім ОР до динамічних ланок належать дифманометр і виконавчий механізм. Якщо використовують дифманометр типу „Сапфір", то його можна ідентифікувати підсилювальною ланкою.

П-регулятори в таких системах, як правило, не використовують через залишкову похибку, можливість появи сильних коливальних перехідних процесів, і, як наслідок, вихід із ладу регулюючого органу.

Розглянемо передаточні функції АСР. По каналу регулювання и→Y маємо:

W_р(s)= = /3.5/

а по каналу збурення:

W₃(s)= = . /3.6/

Із /3.5/ і /3.6/ випливає, що еквівалентний об'єкт регулювання

/3.7/

Оскільки передаточні функції:

- діафрагми W₁(s) = K₁; /3.8/

- дифманометра /3.9/

- виконавчого механізму /3.10/

- трубопроводу /3.11/

то передаточна функція еквівалентного об'єкта регулювання набере вигляду:

/3.12/

3.3 Аср стабілізації рівня рідини в ємності

а б

Рис. 3.4. Схеми АСР рівнем: а – функціональна; б – структурна.

У більшості випадків рівень регулюється через зміну витрати стоку F_c. У цьому разі зміна витрати притоку F_n буде сильним збуренням. Зазначимо, що в багатьох випадках перетворювачі первинний вимірювальний 1 і проміжний 2 поєднані (наприклад, рівнеміри буйкові, гідростатичні, п'єзометричні). У цьому разі їх розглядають як одну динамічну ланку.

Принцип роботи АСР полягає в наступному: В усталеному режимі роботи сигнал, який надходить із перетворювача 2 у₁ і задавальний сигнал и збігаються, тобто розбіжність  = 0 і вихідний сигнал , де l₀ - номінальне значення рівня. У разі появи збурення або зміни завдання и на регулятор 3 створюється сигнал розбіжності   0, який приведе до формування вихідного сигналу регулятора, додаткової дії на виконавчий механізм 4 і регулюючий орган 6. Останній змінить прохідний отвір так, щоб витрати F_c зменшилися при зниженні рівня, або навпаки.

Об'єкт керування при такому способі регулювання не має чистого запізнення.

Регулятор може мати П-, ПІ- або ПІД-закони регулювання. Первинний вимірювальний перетворювач являє собою підсилювальну ланку з передаточною функцією W₁(s) = K₁. При

доброму демпфуванні проміжний перетворювач описується рівнянням аперіодичної ланки першого порядку.