2. Орнықтылық жөнінде жалпы түсінік
Жүйенің орнықтылығы деп оның тепе-теңдік күйінен ауытқуына себеп болған әсерді алып тастағаннан кейін, баспатқы орнықтылық қалпына оралу қабілеттілігін айтады.
Автоматты реттеу жүйесінің статикалық тепе-теңдік күйі әртүрлі болады. Жүйенің орнықтылық режиміндегі тепе-теңдік күйі үш түрге ажыратылады (12.1 - сурет):
12.1 Сурет. Тепе теңдік күйдің үш түрі: а – орнықты; б – орнықсыз; в – бейтарап.
Тепе теңдік күйдің мүмкін болатын түрлерін алдымен беттің әртүрлі нүктелерінде орналасқан шариктің қозғалыс бағытынан қарастырайық: а) шарикті бастапқы тепе теңдік күйіне қайтарушы F күші шарик беттің қай жерінде жатса да пайда болады; б) шарик тепе-теңдік күйінен сәл ауытқыса F күші пайда болып, оны одан әрі тепе теңдік күйінен ауытқытуға тырысады; в) шарик беттің қай нүктесінде жатса да орнықты күйінде қалады.
Шарик мысалындағы тепе теңдік түрлері жөніндегі ұғымды автоматты реттеу жүйесінде де қарастыруға болады.
Жұмыс істеп тұрған автоматты жүйеге әртүрлі тұрақты сыртқы қозғалу әсері етуі салдарынан реттелетін шығыстық шаманың мәні жиі өзгеріп отырады. Жүйенің автоматты реттеуіші осы реттелетін шаманы берілген мәнге келтіруге ұмтылады. Бірақ тұтастай алғанда жүйеде инерциялық массалар, реактивті элементтер (индуктивті, сыйымдылық) болатындықтан, оның орнықты қалпына келуі, немесе қалыптасқан бір күйден келесісіне өтуі лезде емес, белгілі түрде кешігіп жүзеге асады. Жүйеде өтпелі процесс туындайды. Бұл жағдайда, егер жүйе қозу әрекеті тоқталғаннан кейін қалыптасқан күйге оралса, ол орнықты. Егер оралмаса, онда орнықсыз. Орнықсыз жұмыс кері байланыспен қамтылған АРЖ-ның барлығында туындауы ықтимал.
Автоматты жүйелере мынадай үш талаптар орындалуы қажет: орнықтылық шарты, өтпелі процеске және қалыптасқан режимге қойылатын талаптар АРЖ-ның орнатылығын анықтау мәселесі басты болып саналады, өйткені орнықсыз жүйелер іс жүзінде жарамсыз.
3. Реттеуші орган – реттелетін объектіге келетін заттардың мөлшерін немесе энергия мөлшерін өзгертіп отыратын құрылғы.
№ 55 билет
1. Гигрометр - ауаның ылғалдылығын анықтау үшін өлшеу құрылғысы. Оның операция әртүрлі принциптеріне негізделген Гигрометрлер бірнеше түрлері бар:. Сондықтан салмағы, капиллярлық, мембраналық және
гигроскопиялық -. Салдарынан сумен немесе капиллярлық конденсациясы арқылы химиялық қосылыстар қалыптастыру ауадан ылғалды сіңіру мүліктік материалдық
Гигрометрлер түрлері
. Салмағы (абсолютті) гигрометр
салмақ гигрометр ауадан ылғалды сіңіріп қабілетті гигроскопиялық зат толтырылған U-тәрізді түтік тұрады. Осы жүйенің арқасында сорғы әуе ылғалдылығы мөлшері анықталады ілестірген. Өлшеу дейін және кейін жүйесін массасын, және өткен ауаның көлемін біле отырып, абсолютті ылғалдылық табыңыз.
. Шаш-гигрометр
Іс-шаралар шаш гигрометр 30-ден 100% салыстырмалы ылғалдылығы өлшеуге мүмкіндік береді ылғалдылығын өзгертуге кезде оның ұзындығын өзгерту үшін майсыз шаш қабілетіне негізделген. %. Өлшеу кезінде ылғалдылығы гигрометр сақалыңыз жамылғысы шамамен 1,5 м еденнен жоғары биіктікте бөлменің ортасында, камера немесе тігінен жүк тасымалдауға орнатылады.
шаш Hygrometer принципі болып табылады: арнайы өңделген шаш адам (1) бұранданың аяғымен бірі (2) құрылғының орнату орнатылған. шаш, екінші ұшын қатаң белдігі (4), көрсеткі (5) қосылған доғаның (3) бекітілген. Cargo (7) әрдайым тартылып шашты сақтайды. Шаш ұзындығы өзгерту, шкала бойынша қозғалатын Hygrometer (6) ылғалдылығы берілетін көрсеткі (5) байланысты өзгерістер, пайызбен салыстырмалы ылғалдылығы көрсетеді. ауа құрғақ, шаш қысқа, және керісінше айналады. Осылайша, майсыздандырылған адам шаш ылғалдылығы сенсор. Жетістіктері гигрометр - дизайн және өлшеу қарапайымдылығы, салыстырмалы ылғалдылығы пайыз ретінде тікелей алынғ...
Жоспарлаушы құрылғылар
Реттеу сапасын жанама бағалау
№ 56 билет
1. Автоматты реттеу жүйесі
Автоматты басқару жүйесі деген не? АВТОМАТИКА - деп өндірісте процесстерді адамның қатысуынсыз басқаруға қажет техникалық құрылғылар мен басқару жүйелерін құруды қамтитын ғылым мен техника салаларын айтады. Автоматика өндірісті автоматтандырудың негізгі саласы болып табылады. Автоматтандырудың міндеті- өндірілетін өнімнің сапасы мен еңбектің тиімділігін арттыру.Кез келген өнірісте технологиялық процесстер белгілі бір физикалық шамалармен (параметрлермен) сипатталады. Өндіріс кезінде бұл шамалар алдын ала берілген бір деңгейде ұсталып немесе белгілі бір программа бойынша өзгеріске ұшырауы тиіс. Бұл міндетті әдетте автоматты басқару жүйесі (АБЖ) немесе автоматты реттеу жүйесі (АРЖ) жүзеге асырады. Автоматты басқару деп- қойылған мақсатқа жету үшін технологиялық процесске тиімді әсер ететін ықпалдардың жиынтығын айтады. Автоматты түрде басқарылатын құрылғылар (АБҚ) мен басқарылатын объектінің (БО) жиынтығы АБЖ құрайды.Автоматты басқару құрылғысы деп- адам қатысуынсыз басқару функцияларын жүзеге асыратын технологиялық жабдықты айтамыз.
2. Реттеуші органдар. Реттеуші орган – реттелетін объектіге келетін заттардың мөлшерін немесе энергия мөлшерін өзгертіп отыратын құрылғы. Тиекті реттеуші құүрылғыларды үздіксіз реттеуді жүргізу үшін қалқан, қақапақша, шүмек, шибер және бағыттаушгы жабдықтар тәрізді реттеуші органды пайдаланылады. Ретттеуші қалқанды пайдаланғанда реттелетін шығынның мөлшері ершікте орнатылған делигейді бұру арқылы өзгертіледі. Қақпақша қысымы 20мПа ға дейін болатын газ, ауа не бу шығынын реттеуге қолданылады. Шұмектер ең қарапайым реттеуші органдардың қатарына жатаы. Оларды қимасы кішкентай құбырлардағы ағын шығының реттеуге пайдаланылады. Шиберлерді балқыту және термиялық пештердің мұржаларына сусымалы денелердің бункерден шығар тесіктеріне орнатады. Газдың не ауаның кіру шапшаңдығы өзгергенде түтін тартқыштар мен желдеткіштердің өніаділігімен тегеуріні өзгереді. Осы қасиетке орай бағыттаушы жабдықтар негізіндегі реттеуші органдар жасалынған.
3. Басқару объектілерінің негізгі қасиеті
Басқару деп- технологиялық процестерді жүргізу үшін басқару объектісіне әсер ететін тиімді ықпалды айтады.
Басқару объектісі деп- технологиялық процесстерді жүзеге асыратын жабдықтарды айтады. Жалпы технологиялық процесстер орындалатын барлық өндіріс жабдықтары басқару объектілеріне жатады. Технологиялық процестің өзі де басқару объектісі бола алады, әр объектіде физикалық шаманың берілген мәнін тұрақтандырып, немесе оны берілген бағыттта өзгертіп отыратын басқарғыш құрылғысы болады. Технологиялық процесті берілген қызымет алгоритмі бойынша өткізу мақсатында объектіге сырттан берілетін арнайы нұсқаулар (ережелер) жиынтығын басқару алгоритмідейді.
№ 57 билет
1. Жоспарлаушы және орындаушы құрылғылар. Түрлері 2. ПИ-реттеуші (изодромдық реттеуіш)- бұл реттеуішке П және И реттеуіштерінің қасиеті тән.
Автоматты жүйелерде П және И реттеу заңдарының артықшылығын комплексті пайдалану үшін П және И реттеу заңдарын бір мезгілде қалыптастыратын реттеуіштер кеңінен қолданылады. Егер ПИ-реттеуішті баптау кезінде Тu уақыт тұрақтысының өте үлкен мәнәі тағайындаса, онда ол П-реттеуішке айналады.Егер реттеуішті баптау кезінде Кр –нің өте кіші мәнін тағайындаса, онда жылдамдық тұрғысында 1/Тu беріліс коэффициенті бар И-реттеуішін аламыз.
ПИ-реттеуіштің құрылымдық схемасы.
Реттеу барысында жіберілген статикалық қателікті, сол мезетте іске қосылған И-реттеуіші жояды.
ПИ- реттеуіштің өтпелі сипаттамасы.
Реттеу заңдылығы:
мұндағы: Кр, Тu-ПИ-реттеуішінің баптау параметрлері
Реттеуіштің беріліс функциясы:
3. Автоматты басқару құрылғысы деп- адам қатысуынсыз басқару функцияларын жүзеге асыратын технологиялық жабдықты айтамыз.
№ 58 билет
1. ПИД-реттеуші - бұл реттеуішке П, И және Д реттеуіштерінің қасиеті тән.
Реттеу заңдылығы:
мұндағы- Кр, Тu,Тд ПИД-реттеуішінің баптау параметрлері.
Реттеуіштің беріліс функциясы:
ПИД-реттеуіштің құрылымдық схемасы.
ПИД- реттеуіштің өтпелі сипаттамасы.
2. Электр орындаушы тетіктер қызмет әрекетіне қарай электромагниттік және электрқозғалтқышты болып бөлінеді. Бұлардың ішіндегі неғұрлым қарапайымы, сенімдісі әрі тез әрекеттісі электромагниттік орындаушы тетіктер болып саналады. Оларды әртүрлі реттеуші және тосқауыл клапандарының, шұралардың (вентильдердің), золотниктердің жұмысын басқару үшін пайдаланады. Орындаушы (реттеуші) органның (шток (сояуыш, өзек), шығыс білік) қозғалу түріне қарай электромагниттік механизмдер қозғалысы түзу сызықты және қозғалысы айналмалы электромагниттік муфталар болып ажыратылады.
3. Буындарды сипаттаушы теңдеулердің түрлеріне қарай келесі типтік буындарды атап өтуге болады: пропорционалдық (рычаг, редуктор, потенциометр, жартылай өткізгішті күшейткіштер т.с.с..); апериодтық (жылу обьектілері, R-L контуры, термопара, термокедергі, электромагнитті реле т.с.с.); тербелмелі (пружиналы маятник, магнитоэлектрлік түрлендіргіштер, R, L, C – контуры т.с.с.); интегралдаушы (электрқозғалтқыш); дифференциалдаушы (тахогенератор) және таза кешігу буыны (транспортерлер). Әрбір типтік буындардың келесі динамикалық сипаттамалары болады: буын теңдеуі, беріліс функциясы , өтпелі және импульсті өтпелі функциялары , жиіліктік сипаттамалары
№ 59 билет
1. Жиіліктік сипаттамалардың негізінде автоматтв жүйелерді зерттеудің біршама инженерлік тәсілдері дамыған. Жиіліктік сипаттамалардың ерекшелігі, олар жүйенің динамикалық қасиеттеріне жүйе параметрлерінің тигізетін әсерлерін бағалауға мүмкіндік береді. Сонымен қатар бұл сипаттамаларды тәжрибе жүзінде де алуға болады.
Жиіліктік сипаттамалар жүйелердің кірісене гармоникалық сигнал берілген жағдайдағы жүйе шығысының еріксіз тербелісін сипаттайды да, жүйелердің комплекстік беріліс функцияларының (КБФ) негізінде тұрғызылады. Егер жүйе кірісіне гармоникалық тербеліс берілсе, онда өтпелі процесс аяқталған соң жүйе шығысында амплитудасы және бастапқы фазасы кірістік тербелістен өзгеше, ал жиіліктері бірдей тұрақталған гармоникалық еріксіз тербеліс аламыз.
2. Жоспарлаушы элементтер (баптау элементтері) арқылы жүйеге реттелетін шаманың қажет мәні беріледі де оның нақты мәні осы берілген мәнге сәйкес келуі тиіс.
3. Автоматты жүйелерді әр түрлі белгілер бойынша жіктеуге болады.
Автоматтандыру дәрежесіне байланысты
-қол жүйесі:
басқару , реттеу процессі қолмен жүзеге асырылады.
-автоматтандырылған жүйелер:
басқару, реттеу процессінің бір бөлігін операторлар және ЭВМ атқарады да, қалған бөлігін автоматты құрылғылар атқарады.
-автоматты жүйелер:
басқару , реттеу процесстері автоматты құрылғылардың көмегімен жүзеге асырылады.
2. Реттеуші органға әсер ету принципінің ықпалдары бойынша
-тікелей әсер ету жүйесі:
реттеуші органның қозғалысы тікелей датчик (сезімтал элемент) арқылы жүзеге асырылады.
-жанама әсер ету жүйесі:
реттеуші органның қозғалысы қосымша механизмнің көмегімен жүзеге асырылады. Қосымша механизмдер автономды қорғау көздерімен қоректендіріледі.
Реттеу процесінің уақытқа байланысы бойынша.
-үздіксіз жүйе:
реттелетін шаманың үздіксіз өзгерісіне реттеуші органның да үздіксіз қозғалысы сәйкес келеді.
-дискретті жүйе:
реттелетін шаманың үздіксіз өзгерісіне реттеуші органның үздікті (дискретті) қозғалысы сәйкес келеді. Реттеуші органның іске қосылу уақыттары реттеуішпен (релемен) анықталады. Мұндай реттеу заңдылықтары позициондық деп аталады.
Жүйелердің жұмысын сипаттайтын теңдеулердің түріне байланысты.
-сызықты жүйелер - егер жүйелер сызықты дифференциалдық теңдеулермен сипатталса.
-бейсызықты жүйелер- егер жүйелер бейсызықты дифференциалдық теңдеулермен сипатталса.
Реттеу түрлері бойынша
-статикалық (пропорционалдық) реттеу кезінде реттелетін шама у(t) өтпелі процесс аяқталған мезетте, алғашқыдан өзгеше, жаңа тұрақталған мәнге ие болады.
-астатикалық реттеу кезінде реттелетін шама у(t) өтпелі процесс аяқталған кейін бастапқы қалпына келеді.
6. Реттелетін параметрлерді өзгерту заңдылығы бойынша:
-тұрақтандырушы АРЖ- әсер ететін қозулардан тәуелсіз реттелетін параметрді тұрақты деңгейде (жіберілетін қателікпен) ұстап тұрады. Автоматты тұрақтандыру жүйесі, жүйенің жұмыс процессінде басқарылатын (реттелетін) әсер тұрақты шама болып қалуымен сипатталады.
-программалық АРЖ- программалық реттеу жүйесінде, басқару әсері уақыт функциясында немесе координата жүйесінде алдын ала берілген заңдылық бойынша өзгеретіндігімен, ал басқарылатын параметр жіберілетін қателікпен басқару әсерінің өзгеру заңдылығын қайталау керектілімен сипатталады.
-қадағалаушы АРЖ- қадағалаушы жүйелерде басқару әсері айнымалы болып табылады, бірақ оның координата және уақыт бойынша өзгеру заңдылығы алдын ала белгісіз болады, өйткені сигнал көзі ретінде сыртқы кездейсоқ әсерлер жатады. Қадағалаушы АРЖ мәселесі болып шығыста басқару әсерін туғызу саналады, сондықтан қадағалаушы жүйелердің қателігі (басқарылатын әсер мен реттелетін параметрдің арасындағы айырым) орындау механизмі үшін басқару сигналы болып табылады.
№ 60 билет
1. Автоматты басқару жүйесі деген не? АВТОМАТИКА - деп өндірісте процесстерді адамның қатысуынсыз басқаруға қажет техникалық құрылғылар мен басқару жүйелерін құруды қамтитын ғылым мен техника салаларын айтады. Автоматика өндірісті автоматтандырудың негізгі саласы болып табылады. Автоматтандырудың міндеті- өндірілетін өнімнің сапасы мен еңбектің тиімділігін арттыру.Кез келген өнірісте технологиялық процесстер белгілі бір физикалық шамалармен (параметрлермен) сипатталады. Өндіріс кезінде бұл шамалар алдын ала берілген бір деңгейде ұсталып немесе белгілі бір программа бойынша өзгеріске ұшырауы тиіс. Бұл міндетті әдетте автоматты басқару жүйесі (АБЖ) немесе автоматты реттеу жүйесі (АРЖ) жүзеге асырады. Автоматты басқару деп- қойылған мақсатқа жету үшін технологиялық процесске тиімді әсер ететін ықпалдардың жиынтығын айтады. Автоматты түрде басқарылатын құрылғылар (АБҚ) мен басқарылатын объектінің (БО) жиынтығы АБЖ құрайды.Автоматты басқару құрылғысы деп- адам қатысуынсыз басқару функцияларын жүзеге асыратын технологиялық жабдықты айтамыз.
2. Электр орындаушы тетіктер қызмет әрекетіне қарай электромагниттік және электрқозғалтқышты болып бөлінеді. Бұлардың ішіндегі неғұрлым қарапайымы, сенімдісі әрі тез әрекеттісі электромагниттік орындаушы тетіктер болып саналады. Оларды әртүрлі реттеуші және тосқауыл клапандарының, шұралардың (вентильдердің), золотниктердің жұмысын басқару үшін пайдаланады. Орындаушы (реттеуші) органның (шток (сояуыш, өзек), шығыс білік) қозғалу түріне қарай электромагниттік механизмдер қозғалысы түзу сызықты және қозғалысы айналмалы электромагниттік муфталар болып ажыратылады.
3. Гурвиц критериі
Критериді қолдану үшін сипаттама теңдеуінің коэффицинттерінен келесі кестені құрамыз
(13.1)
Гурвиц критериін қолдану үшін (13.1) сипаттама теңдеуінің коэффициенттерінен Гурвицтің бас анықтауышын құрамыз
Гурвиц анықтауышын құру тәртібі:
Бас диоганалға сипаттама теңдеуінің -ден бастап ап -ға дейіңгі коэффициенттерін орналастыру керек
Бас диоганалдан жоғары жатқан коэффициеттердің индекстері біртіндеп ұлғаяды, ал төмен жатқан коэффициенттердің индекстері біртіндеп кеми береді
Егер коэффициенттердің индекстері нөлден кіші немесе үлкен болған жағдайда, коэффициенттер нөлмен алмастырылады
Гурвиц критериінің тұжырымдалуы: Егер болған жағдайда, Гурвиц анықтауышы және оның бардық диоганал минорлары оң болса, онда жүйе орнықты деп есептеледі. Диоганал минорлар келесі формулалармен есептеледі
; ; ; т.с.с.
анықтауышын құру тәртібінен шығатыны . Бұл теңдік екі жағдайда орындалады: немесе . Бірінші жағдайда жүйе апериодтық орнықтылық шекарасында болады (сипаттама теңдеуінің бір түбірі нөлге тең); Екінші жағдайда жүйе тербелмелі орнықтылық шекарасында болады (сипаттама теңдеуінің бір түйіндес түбірі жорамал ось бойында жатыр).