2.4 Построение структурной схемы и определение передаточной функции системы.
Управление можно показать структурной схемой, т.е такой схемой, в которой каждой математической операции преобразования сигнала соответствует определённое звено. Любая структурная схема состоит из звеньев определённым образом соединённых между собой.
Таким образом, структурная схема автоматизации – это графическое изображение в виде прямоугольников и линий связи определённой совокупности типовых звеньев. Внутри прямоугольников указывается аналитическое выражение передаточной функции звена, полностью характеризующее его динамические свойства.
Направление
передачи сигнала обозначается стрелками.
Где:
З
–
задатчик;
ЭС – элемент сравнения;
РУ – регулирующее устройство;
ПУ – пусковое устройство;
ИМ – исполнительный механизм;
РО – регулирующий орган;
ОУ – объект управления;
РВ – ротационный вязкозиметр.
С учётом вышеизложенного, структурная схема системы автоматизации, реализующей ПИД – закон регулирования, имеет вид, показанный на рисунке, на котором обозначено:
W
=
- объект управления;
W
=
K
- регулирующий орган;
W
=
- исполнительный механизм;
W
=
K
- ПБР;
W
=
K
=
-
пропорциональная часть р-ра;
W
=
- интегрирующая часть р-ра;
W
=0.4
*
- дифференцирующая часть р-ра;
W
=K
- обратная связь;
W
=
- первичный преобразователь;
W
= W
*
W
W
=
W
=
K
* K
* K
* K
2.5 Расчеты в автоматизированных системах
2.5.1. Исследование устойчивости системы.
Одной из основных характеристик системы
регулирования является ее устойчивость. Под устойчивостью понимается свойство системы возвращаться к состоянию установившегося равновесия после устранения возмущения, нарушившего указанное равновесие.
Чтобы исследовать систему необходимо уравнение объекта совместно решить с уравнением регулятора, найти уравнение системы и по его уже решению построить переходной процесс регулирования. По переходному процессу определить, устойчива система или не устойчива.
Определить устойчивость системы можно без построения переходного процесса. Для этого используют критерий Рауса-Гурвица и критерий Михайлова.
Характеристическим уравнением системы будет являться знаменатель дроби уравнения замкнутой системы.
W = =4/300P+1
W
=
K
= 4 
W = = 1/0.1 P
W = K = 1
W = K = =4/300 P+1
W
=
=
1/1.7 * 4 * 300
W =0.4 * = 0.4 * 160
W =K = 200
W = =5/0.02P + 1
W10 (p) = W1* W2 = (Коб/Тоб Р+1) * К2 = 16/300P + 1
W11 (p) = W3 * W4= (1/T3 P) * K4= 1/0.1 P
W12 (p) = W11 (p)/(1+ W11 (p) * W8 (p)=(1/0.1 P)/(1+(1/0.1p*K8)= 1/0.1 p + 200
W13 (p) = W5 (p)+W6 (p)+W7 (p) = (4/300p+1) + (1/1.7*4*300)+0.4*160 = (4/300p+1)+(1/2040)+64 = (4/300p+1) + (1/2040) + (130560/2040) = (4+64*(300p+1))/(300p+1) = (4+19200p+64)/(300p+1) = (19200 p+68)/(300 p+1)
W(зам)
= W14/1+W14 = (1536000 P + 5400)/(0,0180 P
+
369001 P
+
18002460 P
+
1656004 P + 5640) = (154 + 0,5)/ (O,02 P
+
37 P
+1800
P
+
166 P + 0,5