2.3.2 Одноемкостные астатические объекты

Примером является резервуар, в котором регулируется уровень жидкости, при этом на стоке устанавливается насос постоянной производительности.

Q₂= соnst, предполагаем что m₁‘>m₁, при этом Q₁’> Q₁ значит Н₁ начнет увеличиваться.

Одноемкостные астатические объекты–объекты у которых при изменении регулирующего воздействия на входе регулируемая величина изменяется с постоянной скоростью, пропорциональной величине данного регул. воздействия, не проходя к новому установившемуся значению. ,,S - сечение резервуара, Та - время разгона астатического объекта.

Решим данное уравнение: , интегрируем, принимаем, получаем, построим кривую разгона, если

Если t=Ta тогда

Второй вариант Q₁= соnst, т.к. m₁= соnst, Q₁=Q₂ и уровень Н₁=соnst, если увеличится производительность насоса, т.е. Q₂’> Q₂ увеличится величина расхода и уровень в резервуаре будет уменьшаться, пока не опорожнится, т.к. не обладает самовыравниванием получим динамическую характеристику: ,проинтегрируем. При,,

Т.е уровень будет уменьшаться до нуля.

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 изменениина 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=₎

П

𝜑

T

римем𝜇=const:

𝜇

t

t

τ1

Kоб.𝜇

A

τn

τ

τn- время переходного запаздывания. Полное время запаздывания

τ1=τ+τn

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:

𝜇

𝜇

t

𝜑

2)

3)

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

𝜇

𝜇

𝜑

2)

3)

+ε

𝜟𝜑

2

1

t

t

-ε

3

4

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

в) Позиционные регуляторы (ПР)

Это разновидность релейных регуляторов, но в отличии от них имеют два устойчивых положения, при отклонении выше верхнего предела регулирования +δ, и второе, когда меньше нижнего предела регулирования –δ.

𝜇

𝜇

𝜑

2)

3)

+δ

𝜟𝜑

2

1

t

t

-ε

3

4

-δ

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).