- •1 Основные термины и определения тау
- •1.1 Основные понятия
- •1.2 Классификация аср
- •1 По назначению (по характеру изменения задания):
- •2 По количеству контуров:
- •3 По числу регулируемых величин:
- •4 По функциональному назначению:
- •5 По характеру используемых для управления сигналов:
- •6 По характеру математических соотношений:
- •7 По виду используемой для регулирования энергии:
- •8 По наличию внутреннего источника энергии
- •9 По принципу регулирования:
- •2 Характеристики и модели элементов и систем
- •2.1 Основные модели
- •2.2 Статические характеристики
- •2.3 Временные характеристики
- •2.4 Дифференциальные уравнения. Линеаризация
- •2.5 Преобразования Лапласа
- •2.6 Передаточные функции
- •2.6.1 Определение передаточной функции
- •2.6.2 Примеры типовых звеньев
- •2.6.3 Соединения звеньев
- •2.6.4 Передаточные функции аср
- •2.6.5 Определение параметров передаточной функции объекта по переходной кривой
- •2.7 Частотные характеристики
- •2.7.1 Определение частотных характеристик
- •2.7.2 Логарифмические частотные характеристики
- •3 Качество процессов управления
- •3.1 Критерии устойчивости
- •3.1.1 Понятие устойчивости линейных систем
- •3.1.2 Корневой критерий
- •3.1.3 Критерий Стодолы
- •3.1.4 Критерий Гурвица
- •3.1.5 Критерий Михайлова
- •3.1.6 Критерий Найквиста
- •3.2 Показатели качества
- •3.2.1 Прямые показатели качества
- •3.2.2 Корневые показатели качества
- •3.2.3 Частотные показатели качества
- •3.2.4. Интегральные показатели качества
- •3.2.5 Связи между показателями качества
- •4. Настройка регуляторов
- •4.1. Типовые законы регулирования
- •4.2 Определение оптимальных настроек регуляторов
- •Часть 2. Средства автоматизации и управления
- •1 Измерения технологических параметров
- •1.1 Государственная система приборов (гсп)
- •1.2 Основные определения
- •1.3 Классификация контрольно-измерительных приборов
- •1.4 Виды первичных преобразователей
- •1.5 Методы и приборы для измерения температуры
- •1.5.1 Классификация термометров
- •1.5.2 Термометры расширения. Жидкостные стеклянные
- •1.5.3 Термометры, основанные на расширении твердых тел
- •1.5.4 Газовые манометрические термометры
- •1.5.5 Жидкостные манометрические термометры
- •1.5.6 Конденсационные манометрические термометры
- •1.5.7 Электрические термометры
- •1.5.8 Термометры сопротивления
- •1.5.9 Пирометры излучения
- •1.5.10 Цветовые пирометры
- •1.6 Вторичные приборы для измерения разности потенциалов
- •1.6.1 Пирометрические милливольтметры
- •1.6.2 Потенциометры
- •1.6.3 Автоматические электрические потенциометры
- •1.7 Методы измерения сопротивления
- •1.8 Методы и приборы для измерения давления и разряжения
- •1.8.1 Классификация приборов для измерения давления
- •I. По принципу действия:
- •II. По роду измеряемой величины:
- •1.8.2 Жидкостные манометры
- •1.8.3 Чашечные манометры и дифманометры
- •1.8.4 Микроманометры
- •1.8.5 Пружинные манометры
- •1.8.6 Электрические манометры.
- •1.9 Методы и приборы для измерения расхода пара, газа и жидкости
- •1.9.1 Классификация
- •1.9.2 Метод переменного перепада давления
- •1.9.3 Расходомеры постоянного перепада давления
- •1.10.2 Поплавковый метод измерения уровня
- •1.10.3 Буйковые уровнемеры
- •1.10.4 Гидростатические уровнемеры
- •1.10.5 Электрические методы измерения уровня
- •1.10.6 Радиоволновые уровнемеры
- •2 Исполнительные устройства
- •2.1 Классификация исполнительных устройств
- •2.2 Исполнительные устройства насосного типа
- •2.3 Исполнительные устройства реологического типа
- •2.4 Исполнительные устройства дроссельного типа
- •2.5 Исполнительные механизмы
- •3 Функциональные схемы автоматизации
- •3.1 Условные обозначения
- •3.2 Примеры построения условных обозначений приборов и средств автоматизации
- •3.3 Основные принципы построения функциональных схем автоматизации
- •Xe [xt] xiа лампочка.
- •Xe [xt] xirа лампочка.
- •Xe [xt] xiс задвижка.
- •3.4 Примеры схем контроля температуры
- •1 Индикация и регистрация температуры (tir, рисунок 2.35)
- •2 Индикация, регистрация и регулирование температуры с помощью пневматического регулятора (tirс, пневматика, рисунок 2.36)
- •Часть 3. Современные системы управления производством
- •1 Структура современной асутп
- •2 Аппаратная реализация систем управления
- •2.1 Средства измерения технологических параметров
- •2.2 Устройства связи с объектом
- •2.3 Аппаратная и программная платформа контроллеров
- •2.4 Промышленные сети
- •3 Программная реализация систем управления
- •3.1 Виды программного обеспечения
- •3.2 Scada-системы
- •3.3 Работа с субд
- •3.3.1 Принципы работы баз данных
- •3.3.2 Обеспечение безопасности баз данных
- •3.3.3 Операторы языка sql
- •3.4 Методология idef
- •3.4.1 Модели систем
- •3.4.2 Методика построения функциональной модели
- •3.4.3 Методика построения информационной модели
- •3.5 Программные системы управления производством
- •Список литературы
- •Приложение а
- •1 Шина asi
- •2 Шина ControlNet
- •3 Шина Interbus
- •4 Шина can
- •5 Протокол hart
- •6 Шина Foundation Fieldbus
- •7 Протокол lon (lonTalk)
- •8 Шина DeviceNet
- •9 Протокол WorldFip
- •10 Сеть Profibus
- •11 Протокол Ethernet
- •Приложение б
- •Приложение в
- •Приложение г
- •Содержание
- •Часть 1. Теория Автоматического Управления (тау) 4
- •Часть 2. Средства автоматизации и управления 63
- •Часть 3. Современные системы управления производством 104
Приложение в
Практические задания по теме «Идентификация объекта управления и определение настроек регулятора формульным методом»
Общее задание
По табличным данным построить переходную кривую объекта, определить параметры передаточной функции объекта, рассчитать настройки ПИД-регулятора, обеспечивающие 20%-ное перерегулирование.
Обозначены: Х – входное воздействие объекта, Y – выходное, - запаздывание объекта (в таблицу не включено).
Варианты заданий
Задание № 1. X = 0,15 кг/см2; Y = 24 С; = 1 мин
t, мин |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Y |
0,0 |
4,4 |
8,8 |
12,8 |
16,0 |
18,8 |
21,0 |
22,2 |
23,8 |
24,0 |
Задание № 2. X = 15 кПа; Y = 150 мм; зап = 0,15 мин
t, мин |
0,00 |
0,25 |
0,50 |
0,75 |
1,00 |
1,25 |
1,50 |
1,75 |
2,00 |
2,25 |
2,50 |
2,75 |
3,00 |
Y |
0 |
9 |
20 |
34 |
52 |
79 |
108 |
124 |
136 |
143 |
148 |
149,7 |
150 |
Задание № 3. X = 90 м3/ч; Y = 45 С; зап = 0,1 мин
t, мин |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Y |
0,0 |
5,5 |
16,0 |
25,5 |
31,5 |
35,0 |
38,0 |
40,0 |
41,7 |
43,0 |
43,8 |
44,5 |
45,0 |
Задание № 4. X = 0,25 кг/см2; Y = 8 С; зап = 1 мин
t, мин |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
Y |
0,00 |
0,10 |
1,30 |
2,75 |
3,90 |
4,90 |
5,70 |
6,30 |
6,70 |
7,20 |
7,50 |
7,70 |
7,85 |
7,95 |
8,00 |
8,00 |
Задание № 5. X = 0,5 кг/см2; Y = 36 С; зап = 1 мин
t, мин |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Y |
0 |
4,0 |
8,3 |
12,8 |
16,5 |
19,2 |
21,3 |
23,3 |
25,0 |
27,0 |
28,5 |
t, мин |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
Y |
30,0 |
30,8 |
31,7 |
32,4 |
33,0 |
33,6 |
34,1 |
34,7 |
35,0 |
35,5 |
36,0 |
Задание № 6. X = 0,1 кг/см2; Y = 7 С; зап = 0,35 мин
t, мин |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Y |
0,3 |
1,1 |
2,4 |
3,6 |
4,45 |
5,1 |
5,7 |
6,2 |
6,5 |
6,75 |
6,9 |
7,0 |
Задание № 7. X = 0,25 кг/см2; Y = 7,5 С; зап = 0,5 мин
t, мин |
0 |
0,5 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
Y |
0 |
0 |
0,3 |
0,9 |
2,3 |
4 |
4,9 |
5,6 |
6,1 |
6,6 |
6,9 |
7,2 |
7,4 |
7,5 |
7,5 |
7,5 |
7,5 |
Задание № 8. X = 0,055 кг/см2; Y = 0,149 %; зап = 40 с
t, мин |
0 |
20 |
50 |
80 |
110 |
140 |
170 |
200 |
230 |
260 |
Y |
0 |
0,009 |
0,032 |
0,060 |
0,089 |
0,116 |
0,130 |
0,141 |
0,149 |
0,149 |
Задание № 9. X = 0,2 кг/см2; Y = 23 С; зап = 0,5 мин
t, мин |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Y |
0 |
0,6 |
1,8 |
3,6 |
5,8 |
8,2 |
11,2 |
14 |
16,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t, мин |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
Y |
18,2 |
20,2 |
21,4 |
22 |
22,4 |
22,6 |
22,8 |
23 |
|
Задание № 10. X = 0,2 кг/см2; Y = 30 С; зап = 1 мин
t, мин |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Y |
0 |
2 |
5 |
8 |
10 |
12 |
15 |
18 |
25 |
27 |
30 |
30 |
30 |
Задание № 11. X = 0,3 кг/см2; Y = 7,0 С; зап = 0,2 мин
t, мин |
0 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
2,2 |
Y |
0 |
0,42 |
1,33 |
2,31 |
3,43 |
4,55 |
5,46 |
6,02 |
6,44 |
6,72 |
6,86 |
7,00 |
Задание № 12. X = 0,25 кг/см2; Y = 50 С; зап = 2 мин 45 с
t, мин |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
Y |
0 |
1 |
5 |
13 |
21 |
30 |
36 |
41 |
45 |
48 |
49 |
50 |
50 |
Задание № 13. X = 0,08 кг/см2; Y = 6 С; зап = 2 мин
t, мин |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Y |
0 |
0,3 |
0,9 |
2 |
3,2 |
3,9 |
4,4 |
4,8 |
5,1 |
5,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t, мин |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
Y |
5,5 |
5,7 |
5,8 |
5,85 |
5,9 |
5,93 |
5,97 |
5,99 |
6 |
6 |
Задание № 14. X = 0,15 кг/см2; Y = 3,8 т/ч; зап = 3 мин
t, мин |
0 |
9 |
15 |
21 |
27 |
33 |
39 |
45 |
51 |
57 |
63 |
69 |
75 |
78 |
Y |
0 |
0,65 |
2,23 |
2,85 |
3,2 |
3,4 |
3,53 |
3,62 |
3,67 |
3,72 |
3,75 |
3,77 |
3,79 |
3,8 |
Задание № 15. X = 0,2 кг/см2; Y = 22,6 С; зап = 30 с
t, мин |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Y |
0 |
2,2 |
6 |
9,2 |
11,6 |
13,8 |
15,7 |
17,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t, мин |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
Y |
19,1 |
20,4 |
21,3 |
21,9 |
22,3 |
22,5 |
22,6 |
|
Задание № 16. X = 0,1 кг/см2; Y = 5,5 С; зап = 0,55 мин
t, мин |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Y |
0 |
0,133 |
0,7 |
2,2 |
3,733 |
4,62 |
5,0 |
5,23 |
5,34 |
5,4 |
5,43 |
5,47 |
5,5 |
Задание № 17. X = 0,3 кг/см2; Y = 6,5 С; зап = 1 мин
t, мин |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
Y |
0 |
0,5 |
1,6 |
3,0 |
4,3 |
5,2 |
5,6 |
6,0 |
6,2 |
6,35 |
6,45 |
6,5 |