1.7.3 Аналіз стійкості сар за критерієм Найквіста
Критерій
Найквіста – це частотний критерій, що
дозволяє судити про стійкість САУ,
замкнутим одиничним зворотним зв'язком,
по вигляду амплитудно-фазової частотної
характеристики розімкненої системи.
Формулювання критерію. САУ стійка в замкнутому стані, якщо годограф АФЧХ стійкої розімкненої системи не охоплює крапки з координатами (-1, j0) на комплексній площині. Це формулювання справедливе як для статичних, так і астатичних САУ, тобто систем, характеристичне рівняння яких містить нульовий корінь того або іншого ступеня кратності.
Помножимо
на спряжене
.
Виділимо дійсну та уявну частину:
Висновок: Оскільки годограф не охоплює точку комплексної площини з координатою (-1;j0), то за критерієм Найквіста система буде стійкою.
2 Спеціальна частина
Електронний регулятор на базі блока Р-25(робота вимірювального і регулювального блоків Р-011, Р-012)
Призначення електронного регулятора Р-25
Прилади регулюючі Р-25 призначені для застосування в системах автоматичного регулювання та керування технологічним процесами.
Прилади виконують такі функції:
Підсумовування сигналів, що надходять від вимірювальних перетворювачів з природними електричними вихідними сигналами.
Введення інформації про заданому значенні величини.
Формування і посилення сигналу неузгодженості.
Формування на виході електричних імпульсів постійного або змінного струму для управління виконавчим механізмом з постійною швидкістю переміщення.
Формування спільно з виконавчим механізмом постійної швидкості пропорційно-інтегрального закону регулювання.
Формування спільно з диференціатором і виконавчим механізмом постійної швидкості пропорційно-інтегрально-диференціального закону регулювання.
Ручне управління виконавчим механізмом.
Перетворення сигналу від диференційно-трансформаторного вимірювального механізму в сигнал постійного струму.
Пристрій не призначений для роботи в середовищах, що містять агресивні гази і речовини, що викликають руйнування покриттів, ізоляції матеріалів, а також у вибухонебезпечних середовищах.
Формування двохпозиційного і трипозиційного законів регулювання.
індикація положення виконавчого механізму та сигналу неузгодженості.
індикація виходів.
Технічні параметри регулятора Р-25
Живлення
приладів здійснюється від однофазної
мережізмінного струму напругою 220В, з частотою 50 ± 1 Гц.
Потужність, споживана від мережі, не більше 25 В . Вхідний опір:
а) для сигналу 0-5 мА - не більше 100 Ом;
б) для сигналу 0-20 мА - не більше 25 Ом;
в) для сигналу 0-10 В - не більше 15 кОм.
Вихідні сигнали:
а) імпульси напруги постійного пульсуючого струму середнього значення напруги 24 В;
б) зміна стану безконтактних ключів, що допускають комутацію пульсуючого постійного або змінного струму.
Вихідні безконтактні ключі приладів виконують комутацію змінного струму частотою 50 Гц і пульсуючий постійний струм з амплітудним значенням до 1 А при діючому значенні струму від 0 до 0,5 А і чинному значенні напруги зовнішнього джерела живлення вихідних ланцюгів не більше 250 В.
Вид і опір навантаження для вихідного сигналу 24 В, яка підключається до внутрішнього джерела - активно-індуктивна при активному опорі не менше 100 Ом.
Переміщення покажчика положення виконавчого механізму при зміні сигналу вимірювального перетворювача положення на 1В, не менше 100% шкали індикатора.
Діапазон зміни зони не чутливості від 0.5 до 5% від повного вхідного синалу.
Діапазон зміни постійної часу інтегрування від (5 ± 2) до (500 ± 200) сек.
Діапазон зміни постійної часу демпфірування від 0 до (12 ± 2) cек.
Ступіньзахисту за ГОСТ 14254-96:
- Для оболонокелектрообладнання - IP 30;
- Для задньоїстінкивиробу - IP 20.
Маса приладу не більше 5 кг.
Габаритні розміри приладу 120x240x285 мм.
Таблица
1.
Вид і номінальний діапазонзміни сигналів |
Вид і кількість підключаються вимірювальних перетворювачівзміна взаімоіндуктівності |
зміна взаімоіндуктівності від 0 до 10 мГн. Сигнал змінного струму від 0 до 0,5 В |
Від 1 до 3 диференційно-трансформаторних вимірювальних перетворювачів |
Примітки:
1) Пристрій має додаткові входи для підключення уніфікованих електричних сигналів від 0 до 5 мА, від 0 до 20 мА, від 0 до 10 В постійного струму, призначених для введення коригувальних впливів.
2) Пристрій має додатковий вхід для підключення електричного сигналу від 0 до 1 В змінного струму, частотою (50 ± 1) Гц від датчика положення виконавчого механізму.
Конструкція регулятора Р-25
Елементи індикації і комутації:
А)
Рисунок2.1. Вид на лицьову панель
Б)
Рисунок 2.2. Вид ззаду
Контакт |
Ланцюг |
Контакт |
Ланцюг |
10 |
Загальна точка ключів |
20 |
Загальна точка схеми |
9 |
Вихід «Більше» |
19 |
Живлення датчикоів |
8 |
Загальна точка виходу |
18 |
Зовнішній задатчик |
7 |
Вихід «Менше» |
17 |
Зовнішнійзадатчик |
6 |
10В |
16 |
0-10В |
5 |
Зовнішній ІП |
15 |
Вхід 3 |
4 |
Датчик ІП |
14 |
Вхід 2, 3 |
3 |
Живлення датчика |
13 |
Вхід 2 |
2 |
220В – ноль |
12 |
Вхід 1 |
1 |
220В - фаза |
11 |
Вхід 1 |
Рисунок2.3. Схема зовнішніх підключень приладу Р-25
Конструктивно прилад Р-25 складається із зварювального каркасу з передньою панелю.Всередині якого знаходиться два субблока (Р012 і Р011) один із них вимірювальний (Р012) другий регулювальний (Р011). На задній стінці блока знаходиться км емка колодка.
Органи управління Р-25, що розташовані на передній панел каркасу вливають:
Ручнийзадатчик
Перемикачуправління (ручне,автоматичне)
Індикатор положення виконавчого механізму
Перемикач команди управління
Регулювальний субблок Р011
Рисунок 2.4.Схема електрична принципова субблоку Р011
На субблоці Р011 знаходиться: два світло діода,які покаують напрям команд на виконавчий механізм (тобто рухи регулювального органу за допомогою виконавчого механізму) ; перемикач закону регулювання приладу (пропорціно-інтегральний або трьохпозиційний).
Потенціомент “зона” –це зона нечутливості приладу,з його допомогою можна збільшувати зону виміру параметра коливання, яка не приведе до подачі команди управління на виконавчий механізм.
Потенціометр “імпульс” служить для зміни тривалості вихідного сигналу управління лише при ПІ- законі регулювання, яке дозволяє змінювати швидкість виконавчого механізму.
Потенціометр
КП-63 служить для зміни пропорційності,
тобто скільки процентів повинен пройти
виконавчий механізм свого робочого
ходу, при визначеному проценті
регульованого параметру від його
заданого значення.
Потенціометр“регулятор”Тн і кнопка служать для зміни елечини постійної часу від 5-50сек при віджаті кнопки перемикача і часу від 50-500сек при натиснені кнопки перемикача.
Потенціометр “демпфер” дозволяє створювати за часом затримку проходження сигналу на вході субблока Р011 від 0-10сек, що робить субблок нечутливим до коливань вимірювального параметру в певних межах, іншими словами всяка зміна параметру субблока сприймається не миттєво, а через зазначений час затримки.
Також на субблоці знаходяться:
Гніздо“ОС”- яке призначено для контролю зворотнього зв’язку;
Гніздо “E”- призначене для контролю сигналу.
Вимірювальний субблок Р012
Рисунок2.5. Схема електрична принципова субблоку Р012
На панелі субблока Р012 розміщені наступні органи настроювання:
Потенціометр налаштування зони нечутливості;
Потенціометр “УП”- показчик положення виконавчого механізму, який призначений для підстроювання верхньої межі шкали індикатора положення виконавчого механізму;
Індикатор "Відхилення" для контролю відхилення від заданого значення регульованого параметра (ряд виконань не має індикатора);
Потенціометр "Коректор", що дозволяє збалансувати субблок при будь-якому заданому значенні регульованого параметра;
Потенціометри К1, К2 і КЗ для зміни масштабного коефіцієнта передачі а також для зміни чутливості по кожному з вхідних каналів.
Модифікація регулятора Р-25
Модифікації
приладів, що визначаються видом і
номінальним діапазоном вимірювання
вхідних сигналів, а також вид і кількість
підключаються до приладів вимірювальних
перетворювачів, наведеної таблиці:
Модифікація приладу |
Вид і номінальний діапазон зміни вхідних сигналів |
Вид і кількість підключаються вимірювальних перетворювачів |
Р25.1.1 |
Сигнал змінного струму частотою 50 Гц від 0 до 0,5 В (зміна взаімоіндуктівності від 0 до 10 мГн) |
Від 1 до 3 диференційно-трансформаторних вимірювальних перетворювачів |
Р25.1.2 |
Сигнал змінного струму частотою 50 Гц від 0 до 0,5 В (зміна взаімоіндуктівності від 0 до 10 мГн). З вбудованим індикатором положення робочого органу виконавчого механізму. |
Теж |
Р25.2.1 |
Зміна активного опору термометра опору на 46 Ом |
1 або 2 термометра опору градуювань 21,23 за ГОСТ 6651-69 |
Р25.2.2 |
Зміна активного опору термометра опору на 46 Ом. З вбудованим індикатором положення робочого органу виконавчого механізму. |
Теж |
Р25.3.1 |
Вимірювання термо-ЕРС термометра термоелектричного від 0 до 50 мВ |
1 термометр термоелектричний градуювань ХК, ХПП, ПР за ГОСТ 6616-74 |
Р25.3.2 |
Зміна термо-ЕРС термометра термоелектричного від 0 до 50 мВ. З вбудованим індикатором положення робочого органу виконавчого механізму. |
Теж |
Р25.1:призначений для підключення 1-3 диференціально-трансформаторних датчиків і 1 уніфікованого сигналу постійного струму: 0-10 В; 0-20 мА.
Р25.2: призначений для підключення 1-2 термометрів опору градуювань 21 і 22 уніфікованого струмового сигналу.
Р25.3: призначений для підключення 1 термоелектричного термометра і 1 уніфікованого струмового сигналу.
