- •Введение
- •Описание схемотехнического решения
- •1.1. Функциональная схема системы автоматического контроля расхода горячей воды
- •1.2. Выбор элементов системы автоматического контроля расхода горячей воды горячего водоснабжения здания
- •1.2.1. Выбор термоизмерительного датчика
- •1.2.2. Выбор усилителя
- •1.2.3. Выбор измерительного датчика расхода
- •1.2.4. Выбор аналого-цифрового преобразователя
- •1.2.5. Выбор микропроцессорного комплекта
- •Структурная схема системы автоматического контроля расхода горячей воды
- •2. Расчет передаточной функции системы автоматического контроля расхода горячей воды горячего водоснабжения здания (сак ргв гвз)
- •3. Определение устойчивости системы
- •4. Построение лах неизменяемой части сак ргв гвз
- •5. Построение жлах неизменяемой части сак ргв гвз
- •6. Построение лфчх неизменяемой части сак ргв гвз
- •7. Определение запасов устойчивости
- •Список литературы
4. Построение лах неизменяемой части сак ргв гвз
К неизменяемой части САК РГВ ГВЗ относятся следующие звенья:
Термоэлектрический термометр, электронный усилитель и электромагнитный расходомер
АЦП и микопроцессорный комплект имеют передаточную функцию равную единице, следовательно не вносят изменений в характер работы системы и относятся к изменяемой части.
Строим ЛАХ неизменяемой части САК РГВ ГВЗ
Для этого проведем преобразование передаточной функции системы.
(12)
Заменим p на j, получим комплексную частотную характеристику
(13)
Приведем передаточную функцию к стандартному виду:
(14)
Находим частоты сопряжения:
1 =1/ 0.5 = 2 (рад /с), 2 =1/ 0.003 = 333.3 (рад /с).
(15)
Исследования Бодэ показали, что ЛАЧХ можно построить асимптотами. ЛАЧХ вида 20log(35.2) имеет горизонтальную асимптоту на уровне 0 дБ. ЛАЧХ вида 20log(.5 j + 1) имеет две асимптоты: горизонтальную асимптоту на уровне 0 дБ, на частотах от 0 дБ до частоты сопряжения 1 =1/0.5 = 2 (рад/с); вторая асимптота имеет наклон -20дБ/дек для частот больше 1. ЛАЧХ вида 20log(.003 j + 1) имеет две асимптоты: горизонтальную асимптоту на уровне 0 дБ, на частотах от 0 дБ до частоты сопряжения 2 =1/0.003 = 333.3 (рад/с); вторая асимптота имеет наклон +20дБ/дек для частот больше 2.
Для построения необходимо сложить полученные асимптоты.
Построение ЛАХ неизменяемой части приведено в приложении 1на стр.
5. Построение жлах неизменяемой части сак ргв гвз
Для построения ЖЛАХ системы требуется знать колебательность системы М или перерегулирование и время регулирования tp. В рассматриваемой системе менее трудоемким и более быстрым способом является построение ЖЛАХ при известной колебательности системы.
Найдем колебательность М. Для этого построим АЧХ системы.
После произведенной замены в передаточной функции системы p на j домножим числитель и знаменатель на комплексно сопряеженное.
(16)
Получим:
(17)
Построим АЧХ:
(18)
При подстановке значений в формулу (18) получим данные для построение АЧХ. Данные приведены в таблице 2 на стр.
Графическое построение АЧХ системы приведено на стр.
По построенной АЧХ определим колебательность системы
М = Amax / A(0) = 35/ 35 =1
Отсюда колебательность системы М = 1
Таблица 2
|
А() |
0 |
35.2 |
5 |
13.07 |
10 |
6.91 |
15 |
4.66 |
20 |
3.51 |
25 |
2.81 |
30 |
2.35 |
35 |
2.02 |
40 |
1.77 |
45 |
1.58 |
50 |
1.42 |
55 |
1.29 |
60 |
1.19 |
65 |
1.1 |
70 |
1.02 |
75 |
0.96 |
80 |
0.9 |
85 |
0.85 |
90 |
0.81 |
95 |
0.77 |
100 |
0.73 |
Строим типовую ЖЛАХ2
Выбор типовой ЖЛАХ2 сделан вследствие того, что типовая ЖЛАХ 1 не обеспечивает высокой точности, а типовая ЖЛАХ 2 очень сложна в техническом исполнении.
Строим низкочастотную асимптоту с наклоном -40дБ/дек до пересечения с линией:
(19)
Пересечение этой линии с асимптотой определяет частоту среза 3. Так как log(0) не существует, то найти 3 невозможно.
Строим среднечастотную асимптоту в виде отрезка прямой с наклоном
-20дБ/дек до пересечения с линией:
(20)
Пересечение этой линии с асимптотой определяет частоту среза 4. Из точки с частотой 4 проводим асимптоту до пересечения с фактической ЛАХ неизменяемой части привода.
Для рассматриваемой системы построение ЖЛАХ является необязательным, так как среднечастотные асимптоты ЖЛАХ и фактической ЛАХ совпадают.
Среднечастотная асимптота с наклоном -20дБ/дек обеспечивает устойчивость системы.
Графическое построение ЖЛАХ 2 представлено в приложении 2 на стр.