1.5. Определение уставок и-регулятора

Градуировку уставок регуля-тора производят путём определения кривых разгона регулятора при различных положениях органов настройки. САУ при этом должна быть разомкнута, а регулятор сбалансирован в центре опыта, т.е. при типичном заданном значении регулируемой величины.

При одном определённом положении органов настройки на вход регулятора подают однократное скачкообразное возмущение – изменение регулируемой величины или заданного значения, тем самым изменяется величина отклонения текущего значения регулируемой величины х_п от задания х_з При этом регистрируют изменение во времени выходной величины y(t), т.е. положение регулирующего органа (или исполнительного механизма) по соответствующему указателю положения.

Кривую разгона определяют 2…3 раза при каждом положении органов настройки и затем берут средний результат.

Величину возмущающего воздействия выбирают так, чтобы при каждом положении органов настройки выходную величину можно было изучить достаточно точно. Величину вводимого изменения входной величины измеряют в единицах измерения регулируемой величины, а по полученной кривой разгона y(t) определяют скорость перемещения исполнительного механизма dy/dt, (% хода/с) (рис. 6.а). Поскольку то, очевидно, коэффициент передачи регулятора для принятого положения органов настройки

Величину возмущения надо выбирать в пределах зоны пропорциональности dy/dt, которая у И-регулятора ограничена определённой величиной возмущения _макс, выше которой скорость исполнительного механизма достигает постоянного максимального значения (рис. 6.б). Величина _макс зависит и от настройки k_p1 .

2. Лабораторная установка

Лабораторная установка состоит из щита, на котором смонтирована САУ с И-регулятором.

Объектом регулирования САУ является электрический нагреватель с автоматическим потенциометром КСП-3 и термопарой, измеряющей температуру нагревателя. Таким образом, постоянная времени потенциометра входит как составная часть в постоянную времени объекта. Нагреватель получает питание от регулируемого электронного источника питания, в динамическом отношении представляющего собой пропорциональное звено.

Управляющий вход объекта – вал переменного резистора схемы источника питания, регулирующего напряжение на нагревателе – соединён с выходным валом исполнительного механизма.. В САУ применён исполнительный механизм с пропорциональной скоростью перемещения, снабжённый двигателем постоянного тока с независимым возбуждением.

Скорость двигателя измеряется тахогенератором постоянного тока независимого возбуждения. Напряжение тахогенератора в качестве сигнала обратной связи подаётся на вход электронного усилителя последовательно с сигналом измерителя рассогласования. Глубину обратной связи можно менять изменением напряжения, снимаемого с тахогенератора. Так как канал обратной связи является дифференцирующим, а передаточная функция прямого канала регулятора благодаря электронному усилителю с коэффициентом усиления порядка 1000 имеет большой модуль и обратной величиной этой функции можно пренебречь, в регуляторе реализуется закон И-регулирования.

На коэффициент передачи измерителя рассогласования, можно влиять изменением напряжения питания измерителя рассогласования.

Возмущение создаётся изменением потока воздуха от вентилятора, обдувающего нагреватель. Величина нагрузки может изменяться ступенчато. Этим ступеням соответствуют три положения переключателя “Нагрузка”, условно названные “М” (малая нагрузка), ”Н” (номинальная) и “Б” (большая).

Функционально-принципиальная схема САУ и размещение элементов САУ на щите управления приведены на рис. 7 и 8, а в таблице – положения переключателя вольтметра, применяемого при исследовании регулятора, и соответствующие им цепи измерения.

Рис. 7. Функционально-принципиальная схема системы автоматического управления с И-регулятором:

R_з – потенциометр «Задание» (в корпусе КСП-3, на передней панели);

R_д – потенциометр датчика температуры (реохорд КСП-3);

R_к.у – потенциометр «Коэффициент усиления» (на щите);

ИМ – исполнительный механизм; ТГ – тахогенератор постоянного тока;

ПУ – переключатель управления «Автоматическое» – «Ручное»;

КУ – ключ дистанционного управления «Больше» – «Меньше»;

ДУП – дистанционный указатель положения выходного вала исполнительного механизма; Н – нагреватель; ТП термопара;

U_п – регулируемый источник питания измерителя рассогласования

Выбор цепей измерения вольтметра на щите И-регулятора

Положение переключателя вольтметра	Назначение цепи измерения
1	Напряжение между движком Rз и минусовым выводом источника питания Uп
2	Напряжение между движком Rд и минусовым выводом источника питания Uп
3	Напряжение между движками Rз и Rд на выходе измерителя рассогласования
4	Напряжение питания Uп
5…11	Цепи для диагностики установки