1.3.3. Шаровой кран с электроприводом серии ums.
Техническая характеристика:
Напряжение питания – 220 В
Время срабатывания - не более 28 сек
Давление до 16 бар
Потребляемая мощность – 4Вт
Так как в нашем случае присутствует время срабатывания в технических документах [4], то элемент может быть представлен типовым Рис.4.Шаровой кран инерционным звеном.
(1.3.3.1)
– сигнал на входе системы,
– сигнал на выходе системы. Входным
сигналом для шарового крана является
напряжение 220 В, а выходным – давление
16 бар. Таким образом его коэффициент
усиления можно найти следующим образом:
,
(1.3.3.2)
Таким образом
(1.3.3.3)
1.4 Структурная схема и передаточная функция системы.
Составим структурную схему исследуемой системы на основе функциональной схемы и полученных передаточных функций функциональных звеньев. В связи с тем что первоначально регулятор в системе отсутствует, то значение передаточной функции регулятора примем за единицу.
Рис.5.Структурная
схема
Полученная схема (рис.5) состоит из типовых структурных звеньев, включенных определенным образом. В цепь прямой связи включены выпарная установка, шаровой кран с электроприводом, оба они являются инерционными звеньями. Так как звенья включены последовательно, то общая передаточная функция будет равна произведению передаточных функций звеньев:
(1.4.1)
В цепь обратной связи включена термопара, которая представлена инерционным звеном
(1.4.2)
Тогда структурную схему можно представить в следующем виде:
Рис.6 Преобразованная структурная схема
Необходимо, чтобы задающее воздействие и управляемый параметр имели одинаковую размерность, преобразуем полученную структурную схему к структурной схеме замкнутой системы. Для этого перенесем сумматор с выхода звена, описанного передаточной функцией Wт(p) , на его вход. И добавим на вход сумматора фиктивное звено с передаточной функцией обратнойWт(p) , то есть
(1.4.3)
Рис.7.Структурная схема данной системы с добавление фиктивного звена
Так как процесс получения Tзад(t) в данном случае не имеет значения, следовательно, можно представить структурную схему в следующем виде
Рис.8. Преобразованная структурная схема с добавление фиктивного звена
Таким образом получаем структурную схему в которой задающее воздействие Tз(t) и управляемый параметрT(t) имеют одинаковую размерность.
Запишем выражение передаточной функции системы в виде произведения типовых передаточных функций.
(1.4.4)
Обозначим
-
коэффициент преобразования системы.
По передаточной функции разомкнутой системы определим передаточную функцию замкнутой системы:
, (1.4.5)
Где А(р)- числитель передаточной функции разомкнутой системы,
В(р)- знаменатель передаточной функции разомкнутой системы,
С(р)-характеристический полином замкнутой системы.
Затем найдем передаточную функцию замкнутой системы в численном виде:
(1.4.6)
Характеристический полином замкнутой системы С(р) можно представить в виде:
G(р)=
(1.4.7)
Степень n=3 характеристического полинома определяет порядок исследуемой системы.
С0= 1
С1=
С2=
С3=