Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Абсолютно секретно ----ТСА / Градуировка Р25.doc
Скачиваний:
132
Добавлен:
11.02.2015
Размер:
1.04 Mб
Скачать

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Кафедра промышленной кибернетики и

систем управления

ГРАДУИРОВКА ОРГАНОВ НАСТРОЙКИ

РЕГУЛИРУЮЩЕГО ПРИБОРА Р25.1

Методические указания к лабораторной работе

по дисциплине «Технические средства автоматизации»

для студентов

специальности 220301 и направления 220200

Магнитогорск

2010

Составитель Ю.С. Артамонов

Градуировка органов настройки регулирующего прибора Р25.1: Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Технические средства автоматизации» для студентов специальности 220301 и направления 220200. Магнитогорск: МГТУ, 2010. 12 с.

В инструкции приводятся основные теоретические сведения о принципах построения регуляторов с использованием электрических регулирующих устройств с импульсным выходным сигналом и исполнительным механизмом постоянной скорости, рассматривается одна из технических реализаций ПИ-регулятора, детально изучается методика экспериментального определения статических характеристик ПИ-регулятора, исследуется влияние настроек регулятора на вид переходного процесса в регуляторе.

Рецензент: канд. техн. наук, доц. Леванов В.В.

© Ю.С. Артамонов

Градуировка органов настройки регулирующего прибора р25.1

Цель работы:

1) изучить принципы работы импульсного ПИ-регулятора;

2) изучить принцип действия прибора Р25.1;

3) изучить подключение прибора;

4) отградуировать органы настройки прибора.

1. Структурная схема импульсного пи-регулятора

Совокупность технических средств, состоящая из регулирующего устройства с импульсным выходным сигналом и исполнительным механизмом (ИМ) интегрирующего типа с соответствующим пусковым устройством образует электрический регулятор, который в пульсирующем режиме позволяет формировать в первом приближениизакон ПИ-регулирования.

Регулирующее устройство с импульсным выходным сигналом выполняет функции релейного усиления в прямом канале, содержащем релейный элемент, и формирование динамических свойств регулятора с помощью контура функциональной обратной связи.

Будем считать, что исполнительная часть регулятора, включающая пусковое устройство и ИМ, выполняют вместе функции усиления и интегрирования выходного сигнала регулирующего устройства. В результате динамические свойства исполнительной части электрического регулятора можно в линеаризованном виде характеризовать следующей передаточной функцией интегрирующего звена:

WИМ(р) = 1 / ТИМ р.

Поэтому структурную схему регулятора вместе с исполнительной частью можно представить в виде, изображённом на рис. 1.

Обобщённая структурная схема регулирующего устройства содержит трёхпозиционный релейный элемент, охваченный частотнозависимой отрицательной обратной связью с передаточной функцией Wо.с(р), и входное звено с передаточной функциейWвх.(р).

Трёхпозиционный релейный элемент характеризуется коммутируемым выходным напряжением z, зоной нечувствительностин, зоной возвратав и порогом отпусканияотп = н / 2 – в.

Релейный элемент срабатывает только при таких уровнях входного сигналаσ, при которых имеет место неравенство

   = = п - хз ) -  > н / 2 ,

где = хп – хз– рассогласование;

хпихз– соответственно текущее и заданное значения параметра регулирования.

Релейный элемент выключается тогда, когда сигнал достигнет значения

= н / 2 в = отп..

В регулирующем устройстве с импульсным выходным сигналом настроечными параметрами являются коэффициент передачи kр, постоянная времени интегрированияТи(или изодромаТиз) и дополнительно зона нечувствительности и зона возврата трёхпозиционного релейного элемента. Как будет показано ниже, от величины зоны возврата существенным образом зависит минимальная длительность включения ИМ. При работе регулирующего устройства в пульсирующем режиме сигналσ перед релейным элементом пульсирует в пределах зоны возврата. Выбор слишком малой зоны возврата и продолжительности включения ИМ приводит к повышенному износу последнего.

В регулирующем устройстве с релейно-импульсным выходным сигналом, реализующем закон ПИ-регулирования, входное устройство представляет собой измеритель рассогласования ε, а обратная связь реализована в виде апериодического звена с передаточной функцией

обычно это RC-цепь с переключаемыми постоянными времени при зарядеТзи разрядеТр.

Рассмотрим работу регулятора вразомкнутойАСР. При поступлении на вход регулятора постоянного сигнала рассогласова-ния ε0 н / 2релейный элемент срабатывает и включает ИМ, который начинает вращаться с постоянной скоростью, перемещая регулирующий орган в сторону уменьшения рассогласования. Одно-временно сигналzили его часть zнподаётся на устройство обратной связи. Так как устройство обратной связи является аперио-дическим звеном, при поступлении на его вход постоянного напряже-нияUвх = zн на его выходе появится выходное напряжениеζ возрастающее по экспоненте 1 (рис. 2). Это напряжениеζнаправлено встречно напряжению входного сигнала ε0, вследствие чего результирующее напряжениеσ = ε0 – ζ, поступающее на вход релейного элемента, начнёт уменьшаться.

При уменьшении σдо значенияσ = ε0 – ζ = отпрелейный элемент выключится (момент времениt1), сигналzнна входе пускового устройства ИМ станет равным нулю, ИМ остановится. Напряжение на входе канала обратной связи также станет равным нулю. С этого момента напряжение на выходе канала обратной связи ζстанет уменьшаться по экспоненте 2, напряжениеσстанет возрастать, и приσ н / 2(момент времениt2) релейный элемент вновь сработает, ИМ включится, и на вход канала обратной связи поступит сигналzн. Напряжениеζна выходе канала обратной связи вновь станет возрастать по экспоненте, повторяющей ход экспоненты 1. Далее процессы включения и выключения (автоколебательный режим) будут повторяться. График перемещения выходного элемента ИМ(t)имеет вид ломаной линии 3, которая может быть приближённо заменена прямой 4.

Сравнивая линеаризованный закон изменения (t)(прямая 4) с идеальным законом ПИ-регулирования, можно утверждать, что релейно-импульсный ПИ-регулятор с ИМ постоянной скорости со структурой, показанной на рис.1,приближённореализует закон ПИ-регулирования. Пропорциональная составляющая закона ПИ-регулирования приближённо реализуется при измененииεза счёт начального быстрого перемещения в течение времениtв(время первого включения), а интегральная – за счёт последующего автоколебательного режима работы релейного элемента, охваченного отрицательной обратной связью.

Для обеспечения независимой настройки продолжительности импульсов tии паузtпс помощью специального автоматического переключателя в цепи обратной связи можно переключать постоянные времени при зарядеТзи разрядеТр.