2.3.3 Объекты чистого запаздывания

Пример: конвейер, перемещающий сыпучий материал из бункера в аппарат.

1 - бункер с материалом, 2 - конвеер, 3 - аппарат, З - заслонка

Количество материала изменяется за счет положения заслонки (шибер), обозначим - отношение изменения регулирующего воздействия на приходе объекта,

В момент времени t₀ увеличиваем степень открытия заслонки, увеличится количества материала, увеличится. При изменении на входе изменение на выходе сравняется через время , т.к. материал на конвейере.

Динамические характеристики , где - время чистого запаздывания, оно равно времени перемещения материала из бункера в аппарат.

2.3.4 Сложные регулируемые объекты

Данные объекты характеризуются наличием 2-х емкостей с соответствующими постоянными временами t1(первой емкости) и t2 (2-й) объекта. Эти емкости разделены сопротивлением и в переходном процессе представляют обмен материалом и тепловой энергии между этими емкостями. Пример данного объекта кожухотрубчатый теплообменник, 1-я емкость - греющая среда, стенка, а 2-я стенка нагревающая среда.

Динамическая характеристика данного объекта

К данным объектам свойственно наличие времени запаздывания числа r т.е. 𝜑 изменяется не сразу при изменении 𝜇, а через некоторое время τ. Решение данного уравнения зависит от t1 и t2. Если

𝜑= ₎

𝜑

T

Примем 𝜇=const:

Kоб. 𝜇

τ

τ_n

τ₀

A

t

t

𝜇

т. А – точка перегиба; S – образной кривой, в кот φ изм-ся с наиб. скоростью

τn- время переходного запаздывания. Полное время запаздывания

τ=τ₀+τ_n

Т - эквивалентная постоянная времени 2-х емкостного статического объекта.

Пример теплообменник труба в трубе.

2.4 Автоматические регуляторы

2.4.1. Классификация автоматических регуляторов.

В АСР непрерывно измеряется значение регулируемой величины, а воздействие регулятора на объект регулирования может быть различным в зависимости от характера воздействия АР делятся на АР: прерывистого действия и непрерывного действия.

Регуляторы прерывного действия делятся: импульсные, релейные, позиционные.

2.4.2 Регуляторы прерывистого действия (релейные, позиционные)

По характеру воздействия АР делятся на импульсные, релейные, позиционные

а) Импульсные( шаговые) регуляторы. Диаграмма приведена на рисунках:

3)

2)

𝜑

𝜇

t

𝜇

t

t

С целью устранения регулятор действует на объект импульсами через равные промежутки времени, а их амплитуда пропорциональна (рис 2). На рис.3 амплитуда одинакова, по продолжительности различна. Данные регуляторы применяются на объектах подверженных частым, но не сильным возмущениям.

б) Релейные регуляторы (РР).

Диаграмма работы РР с зоной нечувствительности - +ε -ε приведена на рисунке 4

2

1

𝜟𝜑

+ε

3)

2)

𝜑

𝜇

𝜇

t

4

3

-ε

t

В пределах зоны чувствительности регулятор не воспринимает изменение . При превышении (±ε) зоны чувствительности, регулятор срабатывает, при уменьшении меньше чем (±ε) регулятор выключается.

Данному регулятору свойственна зона нечувствительности, т.е. то значение ∆φ кот регулятор не воспр-ет ∆φ (+ε, -ε). В этой зоне μ=0 регулирующее действие отсутствует. В т. 1 ∆φ превышает зону нечувствительности, и регулятор вырабатывает регулир. воздействие μ. В т. 2 ∆φ попадает в зону нечувствительности, кот. находиться м/у т. 2 и т. 3.

В т. 3 ∆φ превышает зону нечувствительности, регулятор оказ-ет регул-ее действие.

Данные регуляторы применяются для регулирования стат-х объектов с наибольшим и редким возмущением свойственна статическая погрешность измерения.

в) Позиционные регуляторы (ПР)

Это разновидность релейных регуляторов, но в отличии от них имеют два устойчивых состояния. Кривое устойчивое состояние:

∆φ превышает верхний предел регулирования ∆φ> +∆

Второе: ∆φ меньше нижнего предела регулирования ∆φ< -∆

2

1

𝜟𝜑

+δ

3)

2)

𝜑

𝜇

𝜇

t

t

-δ

4

3

-ε

В т.1 ∆φ>+∆ регулятор на дан вид входной величины

В т.2 ∆φ< -∆ регулятор снова меняет свою позицию и возд-ем до т.3

В данном случае воздействие на объект является полным. Позиционные регуляторы просты по конструкции используются для регулирования статических объектов подверженных небольшим возмущениям. В АСР используются быстродействующие исполнительные механизмы. Данные регуляторы поддерживают не заданное значение, а с некоторой погрешностью (электромагниты).