Лабораторна робота № 8

Тема: Дослідження автономних систем керування.

8.1 Мета, завдання і тривалість роботи:

- набути навиків дослідження автономних систем керування;

- тривалість роботи 2 години.

8.2 Основні теоретичні положення

Автономні системи керування відносяться до зв’язаних систем керування. На рис. 8.1 приведена схема об’єкта з двома зв’язаними між собою величинами. Прикладом реального об’єкта зображеного такою структурною схемою є кип’ятильник ректифікаційної колони, в якому регулюється температура х₁ та рівень х₂ рідини. Основними збуреннями процесу являються зміна складу f₁ та кількості речовини f₂, яка поступає із колони в кип’ятильник. Збурення f₁ розповсюджується в об’єкті за каналами з передавальними функціями і та впливає на обидві величини х₁ і х₂; збурення f₂ також впливає на х₁ і х₂ за каналами з передавальними функціями і Регулятор температури впливає на процес, змінюючи подачу гріючої пари u₁. Регулюючий вплив u₁ розповсюджується каналами з передавальними функціями і та змінює u₁ та u₂ з передавальними функціями і – основні канали, а і – перехресні.

Перехідний процес в такому об’єкті описується рівняннями:

(8.1)

(8.2)

Рисунок 8.1 – Структурна схема із зв’язаними між собою регульованими величинами

Основний принцип побудови системи зв’язаного регулювання – принцип автономності. Щодо об’єкта з двома входами та виходами поняття автономності означає взаємну незалежність вихідних координат х₁ і х₂ при роботі двох замкнутих систем регулювання.

На рис. 8.2 зображена схема автономної АСК.

Схема складається із двох основних регуляторів R₁ і R₂ і двох компенсуючи регуляторів R₁₂ і R₂₁.

Передавальні функції компенсуючих регуляторів визначаються із умови автономності і мають вид:

та

Рисунок 8.2 – Схема автономної АСК

Рівняння вихідних величин х₁ і х₂ запишуться як:

Визначають параметри налаштування основних регуляторів як для одно контурних систем керування за передавальними функціями об’єкта регулювання та .

Автономне регулювання технічно неможливо реалізувати, якщо:

1. Чисельник та знаменник степеня зв’язку виражені степеневими багаточленами і порядок чисельника загального степеня зв’язку К вище порядку знаменника:

2. Час чистого запізнення за основним каналом більше часу чистого запізнення за перехресним каналом, тобто та .

3. Один із перехресних каналів має менший час чистого запізнення, ніж основний, а час запізнення двох інших каналів однаковий, наприклад та . В цьому випадку також можна реалізувати схему автономного регулювання після правильного вибору основних каналів.

4. Один із перехресних каналів має менший, а другий більший час чистого запізнення, ніж основний канал, тобто та .

Автономні системи розраховуються за методикою комбінованих систем керування.