Классификация аср по свойствам в установившемся режиме.
По свойствам установившемся в режиме различают два вида АСР:
1. Статические
2. Астатические.
Статической АСР называют системы, в которые регулируемый параметр по окончанию процесса регулирования, т.е. в новом установившемся состоянии, принимает значение отличного от заданного. Отклонение нового значения регулируемого параметра от заданного называется статической ошибкой Е0, при чем величина ошибки прямо пропорционально зависит от величины возмущающего воздействия. Данная зависимость называется статической характеристикой системы регулирования.
Астатической АСР называют систему, в которой отсутствует статическая ошибка, т.е. при новых возмущающих воздействиях регулируемый параметр системы по окончании действия регулятора принимает заданное (номинальное) значение.
Из выше сказанного следует, что астатические АСР являются более точными системами регулирования.
Классификация аср по числу контуров регулирования.
По числу контуров регулирования АСР делится на две группы:
1. Одноконтурные.
2. Многоконтурные.
Одноконтурными называются АСР предназначенные для поддержания на заданном значении одного регулируемого параметра. Такие системы соответственно имеют лишь одну главную обратную связь. Одноконтурные системы устанавливают на простых, а так же сложных объектах, если регулируемый параметр не зависит от других параметров. Воздействие приложенное в какой- либо точке АСР, обходит систему и возвращается в первоначальную точку, следуя лишь по одному питии обхода (см. Функциональную схему замкнутой АСР).
Однако в большинстве случаев, для обеспечения устойчивого и качественного регулирования, в объекте управления необходимо регулировать несколько величин.
Многоконтурными называются АСР с несколькими регулируемыми параметрами. Соответственно количество регулируемых параметров определяет число главных обратных связей.
При этом если регуляторы предназначенные для регулирования различных параметров не имеют между собой непосредственной связи и взаимодействуют лишь через объект управления, то такие АСР называют системами несвязанного регулирования, а если регуляторы различных параметров имеют непосредственные связи, то такие АСР называются системами связанного регулирования.
Вопрос №3 Состояние системы автоматического регулирования
В процессе работы технологического оборудования АСР может находится в двух состояниях:
1. В установившемся.
2. В неустановившемся.
Установившимся (равновесным) называется такое состояние АСР, когда все параметры объекта и автоматической системы в целом не изменяются во времени. Это значит, что при работе в номинальном режиме, регулированный параметр поддерживается в соответствии с заданным значении, а действующие в системе воздействия постоянны во времени.
Пример: Трубчатый охладитель охлаждает молоко при помощи рассола. Регулируемый параметр - температура молока на выходе; возмущающее воздействие- расход молока. АСР находится в установившемся состоянии, если Gм = const, при этом tм =tзаданной. Графики, описывающие состояние системы, выглядят следующем образом (рис.16).
Рисунок 16 – График установившегося состояния системы
На графике I показано изменение возмущения во времени, а на графике II изменение регулируемого параметра во времени.
В результате изменения возмущающего воздействия (изменения расхода молока) установившееся состояние нарушиться, произойдет отклонение регулированного параметра от заданного.
Это приведет регулятор в действие, и он восстанавливает установившееся состояние.
Процесс перехода АСР из одного установившееся состояние в новое называют переходным процессом или процессом регулирования, а состояние АСР в этот период времени – неустановившимся. Характер переходного процесса зависит от свойств объекта регулирования и регулятора и может быть апериодическим, колебательным затухающим, гармоническим колебательным, колебательным расходящимся.
Графически переходные процессы можно изобразить следующим образом. Допустим, на объект управления воздействовало единичное скачкообразное положительное возмущающее воздействие, т.е. в конкретном примере с теплообменником резко увеличивается расход молока. В этом случае изменение регулированного параметра будет происходить следующем образом.
При апериодическом сходящемся процессе (рис.17, I) регулируемый параметр отклоняется до определенного максимального значения, в силу инерционности системы, а затем плавно возвращается к заданному значению ( кривая 1) в астатических АСР, либо к новому значению со статической ошибкой ε0 в статических АСР.
Такой переходной процесс в большинстве случаев нежелателен, т.к. часто максимальное отклонение регулируемого параметра (∆Ymax) превышает предельно допустимое значение (температура пастеризации молока 95-97 0C, если ΔYmax > 3…50C молоко вскипит и аппарат выйдет из строя.
При колебательном затухающем процессе (рис. 17, II), регулируемый параметр совершает несколько колебаний с уменьшающейся амплитудой и возвращается к заданному значению (астатические АСР) или к новому значению со статической ошибкой (статические АСР). Такой процесс наиболее желателен, т.к. истинное значение регулируемого параметра быстро и без больших отклонений достигает заданного значения.
Гармонический колебательный переходный процесс (рис. 17, III) характеризуется тем, что регулируемый параметр после оказанного воздействия, в процессе регулирования совершает колебания с постоянной амплитудой.
В этом случае АСР никогда не приходит в установившееся состояние, а регулируемый параметр к заданному значению. Данный процесс в большинстве случаев нежелателен, но допустим при незначительной амплитуде.
При колебательном расходящемся процессе (рис. 17, IV) амплитуда наиболее регулированного параметра со временем возрастает.
Рисунок 17 – Графики переходных процессов
Такой процесс в автоматических системах недопустим (неправильное сочетание динамических характеристик отдельных элементов АСР). Подобные переходные процессы протекают в АСР, не только при возникновении возмущающих воздействий, но и при уменьшении заданного значения регулированного параметра. В этом случае отношение регулируемого параметра стремится не к нулю, а к новому установившемуся значению.