65. Каскадно-комбіновані аср. Структурна схема.

66. Зобразіть функціональну схему і виберіть комплекс технічних засобів для каскадної аср температурою теплообмінника.

Каскадне регулювання.

Використання одноконтурного регулювання не завжди забезпечує необхідну якість перехідного процесу, особливо коли мають місце сильні збурення за основними матеріальними потоками або теплообмінник має досить великий час чистого запізнення. У таких випадках використовують двоконтурні АСР. Такі системи значно поліпшують якість регулювання, якщо допоміжною регульованою величиною є параметр, зі зміною якого відбудеться сильне збурення процесу теплообміну. Якщо сильним збуренням є витрата теплоносія, то її використовують як допоміжну координату.

Рис. 6.4 Схеми каскадного регулювання температурою за допоміжною координатою за витратою: а - теплоносія; б – тиску.

Каскадна АСР за допоміжною координатою за тиском на вході в апарат або в міжтрубному просторі дає досить ефективний результат навіть тоді, коли сильним збуренням є витрата продукту F_п або його температура, оскільки тиск у міжтрубному просторі є значно меншим інерційним параметром, ніж кінцева температура продукту. Перш ніж те чи інше збурення вплине на вихідну координату, воно сприйметься по внутрішньому контуру і відповідно зміниться його регулятор R₁. Залишковий вплив цього збурення буде компенсовано коректуючим контуром із регулятором R₂.

67. Порядок розрахунку каскадно-комбінованої аср.

68. Зобразіть функціональну схему і виберіть комплекс технічних засобів для аср температурою теплообмінника iз додатковим імпульсом за похідною.

Якщо теплообмінник має велике запізнення, а сильним збурюючим параметром є витрата F_п або температура Т_п продукту, то доцільно використати АСР з імпульсом за похідною з його проміжної точки. За наявності відповідного збурення почне змінюватися температура в точці а, диференціатор D подасть на вхід регулятора R випереджаючий імпульс і регулятор включиться в роботу скоріше, ніж вихідна координата відхилиться від заданого значення.

Рис. 6.5 Схема регулювання температурою з додатковим імпульсом за похідною.

69. Умови інваріантності комбінованої аср.

Принцип інваріантності: відхилення вихідної координати системи регулювання від заданого значення має тотожно дорівнювати нулю в разі будь-яких задавальних або збурюючих впливів.

Розглянемо умови інваріантності розімкненої системи (рис.4.2.): Y(t) = 0.

Рис. 4.2. Структурна схема розімкненої АСР

Вважаємо, що u = cоnst, а збурюючий сигнал Z діє на вихідну координату Y двома шляхами – по каналах Z →Y або Z →X→ Y . В операторній формі рівняння для вихідного сигналу має вигляд:

Y(s) = Z(s)[W_z(s)+W₁(s)W₂(s)W₃(s)W₄(s)₅W_к(s)]=0 /4.1/

За наявності збурення Z(s)  0 умова інваріантності /4.1/ виконується, якщо:

W_z(s)+ W₁(s)W₂(s)W₃(s)W₄(s)W_к(s)=0

З /4.1/ можна знайти передаточну функцію, яку повинен мати компенсатор, щоб виконувалась умова інваріантності:

/4.2/

Таким чином, щоб забезпечити інваріантність системи регулювання відносно якого-небудь збурення необхідно встановити динамічний компенсатор, передаточна функція якого дорівнює відношенню передаточної функції об’єкта по каналу збурення до передаточної функції еквівалентного об’єкту, взятого з протилежним знаком.

Якщо компенсуючий сигнал надходить на вхід виконавчого механізму, то умова інваріантності набере вигляду

W_z(s)+W₂(s)W₃(s)W₄(s)W_к(s)=0 /4.3/

Одержимо умови інваріантності для комбінованої АСР, якщо компенсуючий сигнал надходить на вхід регулятора (див. рис. 4.1, а). У цьому разі передаточна функція комбінованої системи регулювання по каналу Z →Y набере вигляду:

/4.4/

Умова інваріантності комбінованої системи полягає в тому, що чисельник передаточної функції має дорівнювати нулю. Таким чином, у разі ввімкнення виходу компенсатора на вхід регулятора передаточна функція компенсатора, одержана з умови інваріантності, залежатиме від характеристик не лише об’єкта, а й регулятора.