
- •1.Характеристика уровней управления. Иерархия структуры асу тп
- •2. Автоматическое регулирование давления тгв. Пд-регуляторы давления. Переходный процесс в системах с пд-регулятором
- •1.Состав сау. Пример параметризации теплообменника объекта управления
- •2. Автоматическое регулирование давления тгв. П-регуляторы давления. Переходный процесс в системах с п-регулятором
- •1.Принцип разомкнутого управления-характеристика,структурная схема. Пример сау,реализующей принцип разомкнутого управления
- •2.Регулирование трубчатых печей. Примеры однотрубной и комбинированной сау трубчатой печи с перевальной стенкой
- •Принцип обратной связи-характеристика, структурная схема. Пример сау, реализующий принцип обратной связи
- •2.Регулирование трубчатых печей. Комбинированныя сау вертикальных радиантно-конвективной печи
- •Принцип компенсации- характеристика, структурная схема. Пример сау, реализующий принцип компенсации
- •2.Сау пластинчатых теплообменников в системе утилизации теплоты
- •1.Комбинированное управление- характеристика, структурная схема. Пример сау, реализующей комбинированное регулирование
- •С ау температурой воды закрытых систем горячего водоснабжения с применением байпасирования. Сау температурой воды открытых систем горячего водоснабжения.
- •2.Сау температурой воды закрытых систем горячего водоснабжения с применением дросселирования потока сетевой воды.
- •Билет 8
- •Классификация сау по принципу формирования управляющих воздействий. Виды управляющих воздействий.
- •С пособы управления кожухотрубчатыми паро-жидкостными теплообменниками. Примеры сау для управления байпасированием и изменением расхода конденсата греющего пара.
- •Билет 9
- •1.Классификация сау по характеру изменения ошибки управления. Примеры переходных процессов статических и астатических систем.
- •Билет 10
- •Понятие астатизма. Характеристика астатических свойств систем, реализованных по разным принципам управления и комбинированных систем.
- •Характеристика объектов автоматизации тепловых процессов. Пример сау вентиляторной градирней.
- •Билет 11
- •Режимы функционирования сау. Модели динамики звена сау в общем виде. Пример линеаризации характеристики конкретного объекта управления.
- •Характеристика способов регулирования уровня. Пример сау позиционного регулирования.
- •Способы получения моделей динамики сау. Пример получения модели динамики термопары экспериментальным способом.
- •Характеристика способов регулирования уровня. Пример схем непрерывного регулирования «на притоке», «на стоке» и соотношением расходов.
- •2. Регулирование расхода
- •1.Классификация систем по цели управления. Характеристика следящих систем управления. Пример следящей сау.
- •2. Регулирование уровня
- •Билет 21
- •Модельные режимы работы сау. Режимы единичной ступени. Показатели качества управления, определяемые по переходной характеристике сау.
- •2.Регулирование соотношения расходов с применением следящего управления. Примеры одно- и двухконтурной сау.
- •Билет 23
- •1.Режимы функционирования сау. Модели динамики звена сау в общем виде. Пример линеаризации характеристики конкретного объекта управления
Билет 10
Понятие астатизма. Характеристика астатических свойств систем, реализованных по разным принципам управления и комбинированных систем.
Астатизм- (гр. astatos неустойчивый) свойство системы автоматического управления приводить ошибку регулирования к нулю при постоянном внешнем воздействии на данную систему.
Для характеристик работы астатической САУ (Error: Reference source not found) выполняется следующее:
С
истемы
управления по отклонению
являются астатическими в целом, т.е. при
действии любых возмущений, последствие
действия которых на объект управления
может быть ликвидировано управляющим
воздействием, после завершения переходного
процесса статическая ошибка управления
будет равна нулю. Комбинированные
системы также являются астатическими
в целом. Системы управления по
возмущению
обладают астатизмом только по отношению
к возмущающему воздействию, для которого
реализован контур компенсации.
Характеристика объектов автоматизации тепловых процессов. Пример сау вентиляторной градирней.
Объекты автоматизации тепловых процессов:
теплообменники непосредственного смешения или контакта ТНей : ТО смешения и градирни)
2)поверхностные теплообменники (кожухо-трубчатые, пластинчатые и аппараты с рубашкой)
3) без изменения агрегатного состояния теплоносителей (нагреватели, холодильники)
4) с изменением агрегатного состояния теплоносителей (паро-газовые и паро-жидкостные ТО, испарители, конденсаторы)
САУ вентиляционными градирнями
Управление температурой изменением количества работающих вентиляторов
1,2 – вентиляторы; 3,5- позиционные регуляторы температуры; 4,6- пуск, остановка вентилятора
2) Управление температурой частотным регулированием приводов
1, 2 – вентиляторы
3, 5 – датчики температуры
4
,
6
– ПИД-регуляторы преобразователей
частоты
Билет 11
Режимы функционирования сау. Модели динамики звена сау в общем виде. Пример линеаризации характеристики конкретного объекта управления.
Режимы функционирования САУ: Статический равновесный и динамический.
Статический равновесный: установившийся x1,x2,x3…xk=const y1,y2,y3..yk=const
Динамический: неустановившийся x1,x2,x3…xk=const or variable
y1,y2,y3..yk= variable
Если управляемая величина изменяется, т.е. переходной процесс в САУ еще не завершен, то состояние системы будет неустановившимся. Режим работы САУ при этом называют динамическим. Для исследования статических и динамических характеристик САУ используют математические модели, имеющие вид уравнений связи между входными воздействиями и управляемыми величинами. При составлении уравнений динамики САУ разбивают на отдельные элементы – звенья, и записывают уравнение каждого звена в отдельности. Уравнение звена выражает зависимость между теми величинами на входе и выходе данного звена, то есть между величинами, представляющими воздействие предыдущего звена на данное и воздействие данного звена на последующее звено.
Рассмотрим произвольное звено САУ (Error: Reference source not found). На вход звена поступает входное воздействие x(t). Звено в процессе функционирования формирует на выходе выходную величину y(t) в условиях действия внешнего возмущения f(t). В общем случае дифференциальное уравнение звена имеет нелинейный вид, т.е. переменные x(t), y(t) и f(t), а также их производные разных порядков могут входить в уравнение в виде аргумента степенных, показательных, логарифмических и других нелинейный функций:
F1(x, x '…x (m), y, y '… y (n)) = F2(f, f '… f (k)).
В основе линеаризации нелинейных уравнений лежит предположение о том, что в исследуемом процессе переменные изменяются так, что их отклонения от установившихся значений остаются все время достаточно малыми. Линеаризованные модели САУ являются приближенными и описывают функционирование систем и их звеньев в отсутствии помех и возмущений. Сфера их применения ограничена начальным этапом проектирования САУ. Исключение составляют модели систем, реализованных по принципу управления по возмущению или комбинированных систем: возмущения, влияние которых компенсируется системой, относят к входным воздействиям, подлежащим линеаризации.
Рассмотрим линеаризацию характеристики звена САУ на примере проточного бака со свободным истечением жидкости (Error: Reference source not found–а), где Fвх – объемный расход поступающей в бак жидкости (приток); Fвых – объемный расход жидкости на выходе из бака (сток); L – уровень жидкости в баке.
Величина объемного расхода на линии стока определяется уровнем жидкости в баке, и эта зависимость имеет нелинейный вид:
|
(1) |
где – коэффициент, зависящий от гидравлического сопротивления и площади поперечного сечения выходного патрубка. При небольших изменениях расхода величину можно считать постоянной.
Выберем на графике нелинейной зависимости Fвых = f(L) рабочую точку с координатами (L0, Fвых 0), соответствующую заданному (номинальному) режиму работы проточного бака (Error: Reference source not found–б). Поскольку по логике работы САУ будет стремиться свести к нулю отклонения L и Fвых от номинального режима, то в малых окрестностях рабочей точки исходную нелинейную характеристику можно заменить на линеаризованную – касательную. Линеаризованные характеристики САУ принято рассматривать не в координатных осях абсолютных значений переменных, а в координатных осях их отклонений от номинальных значений (см. Error: Reference source not found–б). Линеаризованная модель проточного бака, записанная для отклонений, имеет вид:
|
(2) |
Рассмотренные нелинейная (1) и линеаризованная модели проточного бака (2), приведенные на Error: Reference source not found–б, описывают зависимости между установившимися значениями входной и выходной переменных, т.е. являются моделями статики. Линеаризованную модель динамики получают разложением непрерывной функции Fвых = f(L), дифференцируемой в окрестностях точки (L0, Fвых 0), в ряд Тейлора, с ограничением его линейными членами.
В общем виде линеаризованное дифференциальное уравнение (модель динамики) отдельного звена САУ или системы в целом имеет вид:
|
(3) |
где x(t) – входное воздействие звена (системы); y(t) – выходная величина звена (системы); ai и bj – постоянные коэффициенты, определяемые физическими параметрами звена (системы).