7.2.5. Визначення динамічних характеристик об'єкта керування без самовирівнювання за його перехідною характеристикою
Рис. 7.2. Перехідна характеристика (крива розгону) об'єкта без самовирівнювання
Для об'єктів без самовирівнювання стійке функціонування системи без регулятора неможливе.
Для об'єкта без самовирівнювання коефіцієнт підсилення визначається як відношення сталої швидкості зміни вихідної величини X до величини стрибка вхідного сигналу Y:
/7.7/
Величина динамічного запізнення τd в об'єкті визначається так, як показано на рис. 7.2.
Для регуляторів
з релейним виходом на об'єкт подається
100%
потужності. У ряді випадків тривалий
вплив такої потужності неприпустимий.
У цьому випадку допускається вимикання
нагрівального елемента після визначення
τd
і
.
При цьому швидкість зміни температури
досить точно можна визначити після
досягнення величиною X
значення ≈0,3Хуст.
Тоді швидкість зміни температури R
і постійну часу Т
можна визначити за формулами:
;
/7.8/
.
/7.9/
7.3. Програма роботи
1. Підготовка лабораторної установки та програмного забезпечення до проведення досліду.
2. Вивчення будови лабораторної установки.
3. Розробка функціональної схеми автоматизації лабораторної установки.
4. Зняття перехідної характеристики системи керування в розімкнутому стані (зняття кривих розгону).
5. Розрахунково-дослідна частина – обробка результатів експериментів і підготовка звіту.
До виконання роботи необхідно приступити після вивчення теоретичного матеріалу.
7.4. Схема дослідження системи регулювання
Досліджувана АСР складається з об'єкта регулювання, давача температури (термоопору), перетворювача сигналів (БПО-32), регулятора «МІК-21», виконавчого пристрою (твердотільного реле) і регулюючого пристрою (паяльника у ролі нагрівального елемента) (рис. 7.3).
Рис. 7.3. Структурна схема замкнутої АСР
Об'єкт керування – резервуар.
Регульована величина у – температура.
Керуючий вплив u – тривалість імпульсів напруги, які подаються на нагрівальний елемент паяльника.
Збурюючі впливи f – зміни температури навколишнього середовища і напруги живлення твердотільного реле.
Загальний вигляд схеми дослідження показано на рис. 7.4.
Рис.
7.4. Зовнішній вигляд лабораторної
установки
Значення регульованої величини показується і реєструється на ПЕОМ.
Визначення:
Задаючий вплив (задане значення регульованого параметра, завдання х) – вплив на систему, що визначає необхідний закон зміни регульованої величини.
Керуючий вплив (u) – вплив керуючого пристрою на об'єкт керування.
Збурюючий вплив (f) – вплив, що прагне порушити необхідний функціональний зв'язок між задаючим впливом і регульованою величиною.
Помилка керування (е = х - у) – різниця між заданим (х) і дійсним (у) значеннями регульованої величини.
Регулятор (Р) – комплекс пристроїв, що приєднуються до регульованого об'єкта й забезпечуючих автоматичну підтримку заданого значення його регульованої величини чи автоматична зміна її по визначеному закону.
Керування – формування керуючих впливів, що забезпечують необхідний режим роботи ОК.
Регулювання – частковий вид керування, коли завданням є забезпечення сталості якої-небудь вихідної величини ОК.
Додатковий зв'язок у структурній схемі АСР, спрямований від виходу до входу розглянутої ділянки кола регулюючого впливу, називається зворотним зв'язком (ЗЗ). Зворотний зв'язок може бути негативним чи позитивним.
Принцип функціонування одноконтурної АСР: регулятор здійснює постійне порівняння поточного значення регульованої величини у із заданим значенням х, визначаючи помилку е = х – у. Якщо поточне значення дорівнює заданому, то регулятор не змінює керуючий вплив (АСР працює в усталеному режимі), у протилежному випадку – керуючий вплив u на об'єкт змінюється відповідно до величини помилки. Чим більша помилка регулювання (і довше вона спостерігається), тим більша зміна керуючого впливу.