Задания к работе

1. Представьте схемы системы (рис.11, 15) с указанием численных значений параметров R, c_m, c_e, J согласно Вашему варианту задания.

2. Пользуясь формулами (27, 28), найдите значения параметров регулятора тока k, k_u, при которых скачок тока i, при ступенчатом изменении напряжения ΔE, в 10 раз меньше скачка тока в отсутствии регулятора тока, а постоянная времени T_pm в 5 раз меньше постоянной T_m. Постройте график переходного процесса корректирующего ПИ - звена в регуляторе тока и график изменения тока при ступенчатом изменении воздействия ΔE с указанием максимального значения тока и времени переходного процесса.

3. Запишите передаточную функцию замкнутого контура регулятора тока, устанавливающую зависимость i от i_о. Постройте, в масштабе, график переходного процесса – изменения тока во времени при ступенчатом изменении задающего воздействия i_о.

4. Пользуясь формулой (34), определите рекомендуемые значения параметров k_п и k_с и постройте график переходного процесса регулируемой переменной (φ) при ступенчатом изменении задающего воздействия (φ₀).

5. Постройте статическую характеристику Δφ(М_с), пользуясь уравнениями (35).

6. Студентам очного отделения предлагается провести моделирование системы, представить графики переходных процессов регулируемой переменной (φ) и тока (i) при ступенчатом изменении задающего воздействия φ₀ и возмущающих воздействий ΔЕ, М_с, и дать ответы на следующие вопросы:

а) соответствует ли качество регулирования, при Т_е = 0, теоретической оценке,

б) как влияет параметр Т_е на качество регулирования, до каких пределов его можно увеличить, не снижая качество регулирования,

в) как устранить статическую ошибку при воздействии М_c?

Система регулирования уровня гравия в накопителе гидроклассификатора

Система (рис.17) предназначена для автоматической стабилизации количества крупного продукта в камере 3 накопителя гидравлического классификатора с целью выгрузки гравия при неизменных условиях работы классификационной камеры 2 и получения, за счет этого, высокого качества продукта при его малой обводненности.

Количество гравия в камере накопителя 3, о котором обычно судят по уровню твердой фракции в смотровом стекле, зависит от расхода гравияQ^- через разгрузочное окно 4 и от прихода гравия Q⁺ из классификационной камеры 2. Приход гравия в накопитель 3 зависит от притока исходной гидросмеси Q в расширительную камеру 1, от содержания крупного продукта в смеси и от других возмущений, имеющих зачастую случайный характер. Расход гравия через разгрузочное окно 4 зависит от положения поворотного затвора 5, которое изменяется с помощью силового гидроцилиндра 6.

Управление гидроцилиндром и, следовательно, положением затвора, осуществляется гидроусилителем 7 с электрическим управлением. Положение поворотного затвора 5 определяется с помощью сельсина 9, работающего в режиме вращающегося трансформатора.

Количество гравия в накопителе и его уровень косвенно оцениваются по электрическому сопротивлению, измеряемому с помощью электрода 8. С увеличением уровня гравия сопротивление зоны между электродом 8 и корпусом накопителя 3 возрастает, возрастают напряжение U₁ (U₁> 0) и ток, поступающий через резистор R5 на вход усилителя А1. Желаемый уровень гравия задает напряжение U₀ с потенциометра R1 (U₀< 0).

Перемещение затвора осуществляется по командам с усилителя А2. Если напряжение на его выходе U₄>0, гидроусилитель соединяет верхнюю полость гидроцилиндра 6 со сливом, а в нижнюю полость подает рабочую жидкость от насоса (рисунок упрощенный). Поршень гидроцилиндра 6 перемещается вверх и поворотный затвор 5 открывает шире разгрузочное окно 4. Вместе с затвором 5 поворачивается сельсин 9. Если U₄ < 0, поворотный затвор закрывает разгрузочное окно. При U₄ = 0 гидроусилитель находится в нейтральном положении и затвор неподвижен.

Усилитель А2, гидроусилитель 7, гидроцилиндр 6, сельсин 9 и выпрямитель 10 составляют замкнутый контур управления углом поворота затвора по отклонению. Напряжение U₂ является, для этого контура, задающим воздействием, напряжение U₃ - сигналом отрицательной обратной связи. Разгрузочное окно открывается пропорционально напряжению U₂. При U₂ = 0 окно закрыто.

Статический режим работы системы устанавливается при условии, что приход гравия равен его расходу: Q⁺ = Q^-. В процессе ра-

боты системы приход гравия Q⁺ изменяется не контролируемым образом, соответственно должен меняться расход Q^-, т.е. напряжение U₂ и угол поворота затвора h. На усилителе А1 выполнено ПИ-звено. Сигнал на его входе – суммарный входной ток усилителя А1 представляет, в некотором масштабе, отклонение ΔH уровня гравия от заданного значения. Выходной сигнал ПИ-звена изменяется до тех пор, пока не выполнятся два условия: ΔH = 0 (иначе значение U₂ изменяется) и Q⁺ = Q^- (иначе значение ΔH изменяется). Таким образом, при постоянных условиях работы, в системе автоматически устанавливается статический режим, в котором ошибка регулирования ΔH = 0. Система является астатической по отношению к внешним воздействиям, изменяющим приход гравия в накопитель. Без ПИ-звена система статическая, ошибка регулирования пропорциональна внешнему воздействию: приходу гравия.