22. Объекты регулирования и их характеристики: емкость, коэффициент емкости, самовыравнивание, устойчивые и неустойчивые объекты, коэффициент самовыравнивания, запаздывание процесса в объекте

Объект автоматизации – аппарат, в котором протекает процесс, подлежащий регулированию.

Регулируемая величина – величина, которая регулируется.

Емкость объекта – количество энергии или вещества, которое способен накопить объект.

Коэффициент емкости – количество энергии или вещества, которое необходимо подвести к объекту, чтобы изменить регулируемую величину на единицу измерения (сколько воды надо долить в бак, чтоб изм. уровень на 1 м)

Самовыравнивание – способность объекта без помощи регулятора после нанесения возмущения принимать новое устойчивое положение.

(Q_п – приток, Q_р – расход, 1 – вентиль)

(объект не обладает самовыравниванием)

Объект с идеальным самовыравниванием (сосуд с переливом): dQ_п ≠ 0; dH = 0; ρ = ∞

Коэффициент самовыравнивания (ρ) – отношение относительного изменения входной величины к относительному изменению выходной величины. ρ = dQ_п / dH

Запаздывание процесса в объекте – характеризуется временем, через которое начинает изменяться выходная величина после внесения возмущений.

Запаздывание

Чистое

Переходное

1-разгр. бункер

τ_т = l/U

2-шибер

3-ЛК

4-приемн. бункер

23. Время разгона объекта и коэффициент усиления объекта. Определение основных свойств объекта

Экспериментальное определение основных свойств объектов:

1. Автоматический регулятор отсоединяют;

2. Измерение регулируемой величины с одновременной регистрацией предусмотренным малым инерционным датчиком;

3. Наносят ступенчатое входное возмущение путем смещения регулирующего органа (заслонки) на 25-30% от максимального хода;

4. Фиксируют изменение во времени регулируемой величины => получают кривую переходного процесса объекта, или кривую разгона объекта.

1. Находим на кривой точку перегиба, после нее скорость изменения вых. величины уменьшается.

2. Проводим касательную в точке перегиба. Проекция касательной – постоянная времени объекта (инерционные свойства объекта) – T₀.

τ_т – транспортное запаздывание

τ_п – переходное запаздывание

τ₀ = τ_т + τ_п – общее запаздывание

( – передаточный коэффициент; –коэфф. самовыр.)

– скорость разгона объекта

Знание свойств объекта позволяет выбрать тип регулятора (непрерывного, позиционного или импульсного действия)

– непрерывный регулятор

– позиционный регулятор

– импульсный регулятор

24. Законы регулирования, классификация регуляторов, схемы и их характеристики

Регуляторы – устройства или группа устройств, осуществляющих автоматическое регулирование. Бывают электрические, гидравлические, пневматические.

По принципу работы: прямого и непрямого действия. На рисунке – регулятор прямого действия (1 – мембрана, 2 – заслонка, μ – смещение регулир. органа, φ – регулируемая величина).

Закон регулирования:

По реализуемым законам регуляторы разделяют: непрерывного действия, позиционного, импульсные.

Законы регулирования регуляторов непрерывного действия:

1. Пропорциональный (П-регулятор): ( – коэфф. усиления рег.)

2. Интегральный (И-регулятор): ( – время интегрир.)

3. Пропорц.-интегральный (ПИ – изодромный):

4. Пропорц.-дифференц. (ПД – с предварением): ( – время дифференцирования)

5. Пропорц.-интегрально-дифференц. (ПИД):

– настроечные параметры

Под влиянием возмущений регулируемая величина в САР отклоняется от заданного значения, т.е. возникает переходной процесс => ошибка регулиров.

САР обеспечивают протекание в них оптимальных переходных процессов с заданными значениями показателя качества, который определяют по временной характеристике, получаемой при ступенчатом возмущении или задании.