
- •Зміст|вміст,утримання|
- •|Вміст,утримання|
- •3 Типи регуляторів|регулювальник|. Закони регулювання......................................................................................... 29
- •5 Напрям|направлення| дії регулятора|регулювальник|, об’єкта| регулювання і виконавчого механізму................................…51
- •Зміст|вміст,утримання|
- •7 Рекомендації по проектуванню і настройці систем регулювання..……………………………... 56
- •Інструкція призначена для:
- •Вказівки заходів безпеки
- •1 Системи регулювання
- •1.1 Структурна схема простої системи регулювання
- •1.2 Основні терміни і визначення
- •1.3 Класифікація систем автоматичного регулювання
- •1.4 Вимоги до промислових сар|
- •Основні вимоги до промислових сар|:
- •1.5 Класифікація об’єктів управління
- •1.6 Класифікація приладів і засобів|кошт| автоматизації
- •Класифікація приладів:
- •1.7 Первинні перетворювачі. Датчики
- •Основні структурні схеми підключення первинних перетворювачів
- •1.7.1 Первинні перетворювачі для вимірювання|вимір| температури:
- •1.7.2 Первинні перетворювачі для вимірювання|вимір| тиску|тиснення|:
- •1.7.3 Первинні перетворювачі для вимірювання|вимір| витрати пари, газу і рідини:
- •1.7.4 Первинні перетворювачі для вимірювання|вимір| рівня:
- •1.8 Виконавчі механізми. Регулюючі ограни|
- •2 Характеристики і властивість систем управління
- •2.1 Методи опису властивостей систем управління
- •2.2 Статичні характеристики
- •2.3 Динамічні характеристики
- •2.4 Типові ланки систем регулювання
- •2.4.2 З'єднання|сполучення,сполука| ланок систем регулювання
- •2.5 Передавальна функція
- •2.6 Визначення параметрів перехідних характеристик
- •2.6.1 При знятті перехідної характеристики необхідно виконати ряд|лава,низка| умов, представлених|уявлених| в таблиці 2.1:
- •По вигляду|вид| перехідної характеристики можна визначити динамічні властивості об'єкту:
- •2.7 Типові процеси регулювання
- •2.7.1 Аперіодичний перехідною процес з|із| мінімальним часом регулювання (див. Мал. 2.7).
- •2.7.2 Перехідною процес з|із| 20%-ным перерегулюванням і мінімальним часом першого напівперіоду (див. Мал. 2.8).
- •2.7.3 Перехідною процес, що забезпечує мінімум інтегрального критерію якості (рис.2.9).
- •2.8 Коефіцієнти передачі елементів і блоків сар|
- •2.8.1 Розмірні коефіцієнти передачі
- •2.8.2 Безрозмірні коефіцієнти передачі
- •2.9 Стійкість систем управління
- •2.10 Показники якості процесу управління
- •3) Час досягнення першого максимуму tmax
- •4) Час регулювання tp
- •7) Динамічний коефіцієнт регулювання Rd
- •2.10.1 Стале значення вихідної величини Yуст
- •2.10.2 Ступінь|міра| загасання|затухання| ψ
- •2.10.3 Час досягнення першого максимуму tmax
- •2.10.4 Час регулювання tp
- •2.10.5 Помилка регулювання Їсть
- •2.10.6 Перерегулювання у|в,біля|
- •2.10.7 Динамічний коефіцієнт регулювання Rd
- •2.10.8 Показник тієї, що коливає м
- •3 Типи регуляторів|регулювальник|. Закони регулювання
- •3.1 Двохпозиційні регулятори|регулювальник|
- •3.1.1 Призначення. Принцип роботи
- •3.1.2 Алгоритми двохпозиційного регулювання
- •3.1.3 Зона гістерезису
- •3.1.4 Процеси регулювання з|із| двохпозиційним законом
- •3.1.5 Види і логіка роботи двохпозиційних регуляторів|регулювальник| і систем сигналізації
- •3.1.5.1 Статичні характеристики двохпозиційних регуляторів|регулювальник|
- •3.1.5.2 Абсолютна (незалежна) сигналізація
- •3.1.5.3 Девіаційна сигналізація
- •3.1.5.4 Двохпозиційне управління і сигналізація з|із| очікуванням|чекання| події
- •3.1.5.5 Двохпозиційне імпульсне управління
- •3.1.5.6 Двохпозиційне ітераційне регулювання з|із| обмеженням швидкості
- •3.1.6 Достоїнства і недоліки|нестача| двохпозиційних регуляторів|регулювальник|
- •3.1.6.1 Достоїнства мікропроцесорних двохпозиційних регуляторів|регулювальник|
- •3.1.6.2 Додаткові функціональні можливості|спроможність| двохпозиційних регуляторів|регулювальник|
- •3.1.6.3 Недоліки|нестача| двохпозиційних регуляторів|регулювальник|
- •3.2 Трьохпозиційні регулятори|регулювальник|
- •3.2.1 Призначення. Принцип роботи
- •3.2.2 Алгоритми трьохпозиційного регулювання
- •3.2.3 Зона гістерезису
- •3.2.4 Процеси регулювання з|із| трьохпозиційним законом
- •3.2.5 Параметри настройки трьохпозиційних регуляторів|регулювальник|:
- •3.2.6 Трьохпозиційне імпульсне управління
- •3.3 Багатопозиційні регулятори|регулювальник|
- •3.3.1 Призначення. Принцип роботи
- •3.3.2 Алгоритм багатопозиційного регулювання
- •3.3.3 Зона гістерезису
- •3.3.4 Процеси регулювання з|із| багатопозиційним законом
- •3.3.5 Параметри настройки багатопозиційних регуляторів|регулювальник|
- •3.3.6 Проектування багатопозиційних мікропроцесорних систем управління на базі регуляторів|регулювальник| підприємства мікрол|:
- •3.4.1 Типові регулятори|регулювальник| і регулювальні характеристики
- •3.4.2 Структурні схеми безперервних регуляторів|регулювальник|
- •Безперервний регулятор|регулювальник| з|із| аналоговим виходом
- •Безперервний регулятор|регулювальник| з|із| імпульсним виходом
- •Безперервний регулятор|регулювальник| з|із| шім| (широтно імпульсним модульованим) виходом
- •3.4.3 Узгодження вихідних пристроїв|устрій| безперервних регуляторів|регулювальник|
- •3.4.6 Реакція регулятора|регулювальник| на одиничну|поодинокий| ступінчасту|східчастий| дію
- •3.5 Адаптивні регулятори|регулювальник|
- •4 Вибір закону регулювання і типу регулятора|регулювальник|
- •4.1 Завдання|задача| вибору закону управління і типу регулятора|регулювальник|
- •4.2 Визначення динамічних характеристик об'єкту регулювання
- •4.3 Показники якості процесу регулювання для безперервних регуляторів|регулювальник|
- •4.4 Рекомендації по вибору закону регулювання і типу регулятора|регулювальник|
- •5 Напрям|направлення| дії регулятора|регулювальник|, об’єкта| регулювання і виконавчого механізму
- •5.1 Основні положення|становище| і визначення
- •5.1.1 Напрям|направлення| дії об’єкта| регулювання:
- •5.1.2 Вимірювальні перетворювачі прямої дії:
- •5.1.3 Виконавчий механізм (клапан) прямої дії:
- •5.1.4 Напрям|направлення| дії регулятора|регулювальник|:
- •5.2 Узгодження напряму|направлення| дії регулятора|регулювальник| з об’єктом| регулювання
- •5.2.1 Напрям|направлення| дії об’єкту| і виконавчого механізму відомий
- •5.2.2 Напрям|направлення| дії об’єкту| і виконавчого механізму невідомі
- •5.2.2.1 Визначення напряму|направлення| дії виконавчого механізму
- •5.2.2.2 Визначення напряму|направлення| дії об'єкту управління
- •5.3 Вибір напряму|направлення| дії регулятора|регулювальник|
- •6 Методи настройки регуляторів|регулювальник|
- •6.1 Визначення оптимальних настройок регуляторів|регулювальник|
- •6.2 Установка параметрів регулювання без знання характеристик об’єкту|
- •6.3 Ручна установка параметрів регулювання по перехідній функції
- •7 Рекомендації по проектуванню і настройці систем регулювання
- •7.1 Вибір параметра і каналу регулювання
- •7.2 Вибір періоду квантування
- •7.3 Регулювання за наявності шумів
- •7.4 Способи збільшення точності регулювання двохпозиційних регуляторів|регулювальник|
- •Додаток|застосування| а список літератури
2.4.2 З'єднання|сполучення,сполука| ланок систем регулювання
Досліджуваний об’єкт| в цілях спрощення аналізу функціонування розбивається на елементарні ланки. Після|потім| визначення передавальних функцій для кожної ланки - вирішується|розв'язуватися| завдання|задача| об’єднення| їх в одну передавальну функцію об’єкта|. Вид передавальної функції об’єкта| залежить від послідовності з'єднання|сполучення,сполука| ланок:
Послідовне з'єднання|сполучення,сполука| ланок:
Wоб = W1хW2 х W3 ... (2.4)
При послідовному з'єднанні|сполучення,сполука| ланок їх передавальні функції перемножуються.
2) Паралельне з'єднання|сполучення,сполука| ланок:
Wоб = W1+W2 + W3 + ... (2.5)
При паралельному з'єднанні|сполучення,сполука| ланок їх передавальні функції складаються.
2.5 Передавальна функція
2.5.1 Перетворення диференціальних рівнянь по Лапласу дає можливість|спроможність| ввести|запровадити| зручне поняття передавальної функції, що характеризує динамічні властивості системи.
Передавальною функцією називається відношення|ставлення| зображення вихідної дії Y(р) до зображення вхідного X(р) за нульових початкових умов.
(2.6)
Передавальна функція є|з'являтися,являтися| раціональною для дробу функцією комплексної змінної:
(2.7)
де:
-
чисельник
-
знаменник
Передаточна функція має порядок,який визначається порядком полінома знаменника (n).
З формули (2.6) слідує, що зображення вихідного сигналу можна найти так:
(2.8)
Оскільки|тому що| передавальна функція системи повністю визначає її динамічні властивості, то первинне завдання|задача| розрахунку САР| зводиться до визначення її передавальної функції.
При розрахунку настройок регуляторів|регулювальник| широко використовуються достатньо|досить| прості динамічні моделі промислових об’єктів| управління. Зокрема, використання моделей інерційних ланок першого або другого порядку|лад| із|із| запізнюванням для розрахунку настройок регуляторів|регулювальник| забезпечує в більшості випадків якісну роботу реальної системи управління.
Залежно від виду перехідної характеристики (кривій розгону) задаються частіше всього одним з трьох видів передавальної функції об’єкту| управління:
У вигляді передавальної функції інерційної ланки першого порядку|лад|:
(2.9)
де:
К - коефіцієнт посилення,
Т - постійна часу,
- запізнювання,
які повинні бути визначені в околиці номінального режиму роботи об’єкту|.
2) Для об’єкту| управління без самовирівнювання передавальна функція має вигляд|вид|:
(2.10)
3) Більш точніше динаміку об’єкту| описує модель другого порядку|лад| із|із| запізнюванням:
(2.11)
.5.2 Експериментальні методи визначення динамічних характеристик об’єктів| управління діляться на два класи:
1. Методи визначення тимчасових характеристик об’єкту| | управління.
2. Методи визначення частотних характеристик об’єкту| | управління.
Тимчасові методи визначення динамічних характеристик діляться, у свою чергу|своєю чергою|, на активні і пасивні.
Активні методи припускає|передбачати| подачу на вхід об’єкту| | пробних тестуючих сигналів, якими є|з'являтися,являтися|:
• регулярні функції часу (ступінчастий|східчастий| або прямокутний імпульси, гармонійний сигнал, періодичний двійковий сигнал) – див.розділ 2.3;
• пробні сигнали випадкового характеру|вдача| (білий шум, псевдовипадковий двійковий сигнал - ПСДС|).
Залежно від виду пробного сигналу вибирають відповідні методи обробки вихідного сигналу об’єкту | управління. Так, наприклад, при подачі ступінчастого|східчастий| сигналу, що управляє, знімають криву розгону об’єкту |, а при подачі прямокутного імпульсного сигналу знімають криву відгуку. Крива відгуку знімається для об’єктів |, що не допускають подачу на вхід об’єкту | ступінчастих|східчастий| сигналів.
Достоїнствами активних методів є|з'являтися,являтися|:
• достатньо|досить| висока точність отримання|здобуття| математичного опису;
• відносно мала тривалість експерименту.
Слід враховувати, що активні методи, в тому або іншому ступені|міра|, приводять|призводити,наводити| до порушення нормального ходу технологічного процесу. Тому проведення експерименту повинне ретельно спланерувати.
У пасивних методах на вхід об’єкту | не подаються ніякі|жоден| пробні сигнали, а лише фіксується природний рух об’єкту | в процесі його нормального функціонування. Отримані|одержані| реалізації масивів даних вхідних і вихідних сигналів обробляються статичними методами. За наслідками|за результатами| обробки отримують|одержувати| параметри передавальної функції об’єкту |. Проте|однак|, такі методи мають ряд|лава,низка| недоліків|нестача|:
• мала точність отримуваного|одержуваного| математичного опису (т.к. відхилення від нормального режиму роботи малі);
• необхідність накопичення великих масивів даних з метою підвищення точності (тисячі крапок|точка|);
• якщо експеримент проводиться на об’єкті |, охопленому системою регулювання, то спостерігається ефект кореляції (взаємозв'язки) між вхідним і вихідним сигналами об’єкту | через регулятор|регулювальник|. Такий взаємозв'язок знижує точність математичного опису.