44. Зависимости между параметрами регулятора, регулирующего блока и исполнительного механизма

Как уже отмечалось, в реальных АСР соответствие между динамическими характеристиками объекта и регулятора, необходимое для получения в системе оптимального качества регулирования, достигается установкой рассчитанных настроек регулятора. В результате расчета настроек, который будет рассмотрен ниже, находятся значения динамических параметров регулятора. Для ПИ-регулятора это будут k_p - коэффициент усиления и Т_и - время интегрирования регулятора. Однако реализация этих параметров производится путем установки параметров отдельных блоков, входящих в состав регулятора, для этого необходимо знать взаимосвязи между параметрами настройки регулятора и параметрами настройки входящих в него блоков.

Предположим, что релейный ПИ-регулятор находится в скользящем режиме работы. Подадим на его вход скачкообразное возмущение и рассмотрим временные диаграммы, характеризующие процессы в регуляторе (рис.3.28). после нанесения возмущения (рис.3.28,а) регулятор некоторое время будет работать в режиме постоянной скорости (интервал времени от 0 до t₁). При этом на выходе формирующего блока (рис.3.28,б) будет положительный импульс напряжения U_вых длительностью t_ПР, определяющий пропорциональную часть выходного сигнала регулятора. Выходной вал (или шток) исполнительного механизма переместится за это время на величину Δх_вых (рис.3.28,в). Как только напряжение отрицательной обратной связи формирующего блока скомпенсирует входной сигнал, импульс пропорциональной части прекратится и регулятор перейдет в скользящий режим. На выходе формирующего блока появится последовательность коротких импульсов, длительностью t_и, следующих через интервал времени t_П (рис.3.28,б). Эти импульсы называются интегральными. Они характеризуют интегральную часть выходного сигнала регулятора. Выходной вал исполнительного механизма при каждом импульсе будет перемещаться на некоторую величину, а в промежутке времени между импульсами выходной вал механизма остается неподвижным, т.е. "запоминает" достигнутое им положение.

Рис.3.28

Рассмотрим графики (рис.3.28), показывающие процессы в релейном регуляторе. Здесь t_ПР - длительность импульса пропорциональной части, t_и - длительность импульсов интегральной части, t_П - длительность паузы.

Следовательно,

, (3.28)

где ΔU_вх - амплитуда скачкообразного возмущения, или в относительных единицах:

, (3.29)

где х_вых - полный ход ИМ, град; U_вх - номинальное значение входного сигнала, мВ.

Для исполнительных механизмов постоянной скорости очевидна пропорция

, (3.30)

где Т_им - время полного хода исполнительного механизма.

Следовательно,

,

но

, (3.31)

где V_св - скорость изменения напряжения обратной связи , V_св.отн - то же, в относительных единицах .

Поэтому

. (3.32)

Мы получили очень важную формулу, связывающую коэффициент усиления релейного регулятора и скорость связи - параметр настройки формирующего блока.

Из полученной формулы следует, что требуемый параметр k_p настройки регулятора может быть реализован не только установкой значения V_св (иногда пользуются параметром ), но и подбором типоразмера исполнительного механизма по его времени Т_им полного хода выходного вала. Но это возможно лишь на стадии проектирования системы.

45. Измерительные и нормирующие преобразователи. Общие сведения: место в системах управления, назначение, устройство, основные характеристики.

46. Измерительные и нормирующие преобразователи. Основные функциональные узлы.

47. Измерительные и нормирующие преобразователи. Структурные схемы.

48. Измерительные и нормирующие преобразователи для стандартных датчиков температуры. Особенности входных цепей.

Нормирующие и измерительные преобразователи

В промышленности работает большое количество датчиков, имеющих на выходе неунифицированные сигналы связи. Для перехода на унифицированные сигналы связи, рекомендуемые государственной системой приборов (ГСП), используются специальные приборы - нормирующие и измерительные преобразователи. В частности, для стандартных датчиков температуры (термопар и термометров сопротивления) выпускается широкая номенклатура таких приборов. Измерительные преобразователи отличаются от нормирующих тем, что относятся к средствам измерения (СИ) и должны соответствовать требованиям, предъявляемым к СИ. Применять измерительные преобразователи следует там, где обязателен контроль органами государственного метрологического надзора.

Измерительным прибором называется устройство, служащее для прямого или косвенного сравнения измеряемой величины с единицей измерения, при этом измерительная информация вырабатывается в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Средство измерения, вырабатывающее сигнал в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования обработки или хранения, но не позволяющее наблюдателю осуществить непосредственное восприятие, называют измерительным преобразователем.

По форме выхода все измерительные устройства (приборы и преобразователи) делятся на аналоговые и цифровые.

В аналоговых измерительных устройствах выходом является непрерывная по значению выходная величина. Обычно это перемещение указателя по шкале прибора или пера по диаграммной бумаге регистрирующего устройства для измерительных приборов. Для выходной величины измерительных преобразователей это:

1.электрический сигнал:

постоянный ток, мА: 0-5, 0-20, 0-100,

напряжение пост. тока, мВ : 0-20 ,0-50 ,0-100 ,0-1000, 0-10000,

напряжение перемен. тока, В: 0.5 - 0 - 0.5, 1.0 -0 -1.0, 0-2.0.

2.пневматический сигнал:

давление газа, МПа: 0.02 - 0.1.

3.частотный сигнал:

частота колебаний, кГц: 0-8 , 4-8, 0-100.

В цифровых измерительных устройствах измеряемая величина представляется в дискретной форме, выраженной кодом