1.6. Принцип действия контура позиционирования

Контур позиционирования регулятора является следящей системой, перемещающей исполнительный механизм в положение М, равное заданному значениюМspна входе контура.

Для изучения принципа действия контура позиционирования необходимо рассмотреть работу контура при изменении сигнала заданного положения Мsp.

Принцип действия контура позиционирования:

-в начальном состоянии сигнал заданного положения ИММsp=50%;-начальное положение ИММ=50%;

- погрешность установки ИМ в заданное начальное положение

ΔМ=Мsp-М=2%;

-погрешность равна зоне нечувствительности усилителяΔМ=Db=2%, что допустимо

- выходной сигнал усилителяUу=0, то есть на электродвигатель ИМ напряжение не подается и ИМ неподвижен;-в момент времениt₀сигнал задания ИМ увеличился доМsp=70%;

-при пока еще неизменном положении ИМ и, следовательно, неизменном сигналеМap=М=50% на выходе ДП сигнал отклонения положения ИМ от заданного увеличивается доеМ = Мsp – Мap =70%;

- в данном случае входной сигнал усилителяUf=еМ=70% выходит за пределы зоны нечувствительностиDb и на выходе усилителя появляется сиг- налUao=100%, что эквивалентно подаче напряжения на электродвигатель ИМ;

- электродвигатель начнет вращаться с постоянной частотойFsm и через редуктор уменьшать положение ИММ;

- уменьшениеМприведет к соответствующему уменьшению сигналаМapна выходе датчика ДП;- сигналеМотклонения положения ИМ от заданного начнет уменьшаться;

- в результате сигналUf=еМна выходе КУП (на входе усилителя) будет уменьшаться;

- в момент времениt₁ сигнал на входе усилителя входит в зону нечувствитель- ности на глубину зоны возврата, то есть будет выполнено условиееМ = Мsp – Мap< Db-Dr;

- в соответствии с характеристикой усилителя данного регулятора (рис. 1.5.2) сиг- нал на выходе усилителяUao=0, что эквивалентно прекращению питания элек- тродвигателя ИМ;

- частота вращения обесточенного ЭД уменьшается и перемещение ИМ прекра- щается, когдаМ=72%;

- при новом установившемся положении входной сигнал усилителя|Uf|=|72-70|=2% остается внутри зоны нечувствительностиDb=2%;

- в конечном результате ИМ занимает новое заданное положение с погрешно- стью 2%.

Графики работы контура позиционирования при скачкообразном уменьшении и увеличении сигнала заданного положения ИМ Мsp приведены на рис. 1.6.1

Рис. 1.6.1 График работы контура позиционирования от 200 до 220 секунд.

Рис. 1.6.2 График работы контура позиционирования от 345 до 360 секунд.

1.7. Принцип действия системы автоматического регулирования температуры циркуляционного масла дизеля

Данная система регулирования может работать по двум принципам регулирования: - по отклонению, - по нагрузке и отклонению (комбинированно).

Поэтому был проведен эксперимент по получению переходных процессов в САР при скачкообразном увеличении и уменьшении нагрузки ОР, то есть расхода воды через охладитель.

Переходные процессы в САР при изменении нагрузки приведены: - рис. 1.7.1 – система работает по принципу отклонения, - рис. 1.7.2 – система работает по комбинированному принципу.

Действие САР, работающей по принципу отклонения, при изменении нагрузки ОР(см. рис. 1.7.1): – в начальном состоянии системы регулирования значения температуры масла на входе дизеляTdi (регулируемой величины) постоянно и равно за данному значениюТdi= Tosp;

– увеличение мощности дизеля Pds (нагрузки ОР) вызовет увеличение температурыTdi;

– увеличится сигнал Тoosна выходе датчика температуры масла ДРВ;

– при неизменном сигнале на выходе задатчика температуры Тosp возрастет сиг- нал ошибки регулированияeX = Tosp – Тoos;

– после преобразования в КУО сигнала ошибки eXпо заложенному в КУО ПИД закону регулирования возрастет сигнал на выходе КУОМsc (сигнал заданного положения ИМ, формируемый каналом регулирования по от- клонению);

– соответственно увеличится сигнал Мspзаданного положения ИМ на выходе сумматора С;

– контур позиционирования будет увеличивать положение ИМ М, при этом ИМ будет перемещаться ступенчато с постоянной скоростью;

– трехходовая поворотная заслонка (регулирующий орган) начнет увеличивать расход воды (регулирующее воздействие) на охладитель;

– регулируемая величина Хвозрастет и ошибка регулированияеX уменьшится;

– если система регулирования устойчива, то с течением времени ИМ займет по- ложение, при котором значение расхода воды будет соответствовать новой на- грузке ОР Pdsи температура маслаТdiснова станет постоянной и равной ее заданному значениюТosp; – для уменьшения расхода воды действие САР температуры масла можно описать в аналогичной последовательности.

Рис. 1.7.1 Переходные процессы в САР, работающей по принципу отклонения, при изменении нагрузки ОР

Действие комбинированной САР(см. рис. 1.7.2) рассматривается для такого же изменения нагрузки объекта регулирования:-

• в начальном состоянии системы регулирования значение температуры масла Tdiпостоянно и равно заданному значениюTdi = Тosp;

• увеличение мощности дизеля Pds вызовет увеличение сигналаLtна выходе датчика нагрузки ДН;

• сигнал на выходе корректирующего устройства по нагрузке Мslтакже увеличится;

• сигнал заданного положения ИМ Мspвозрастет соответственно,

• контур позиционирования будет увеличивать положение ИМ М;

• регулирующий орган начнет увеличивать регулирующее воздействие на ОР Gwsc;

• параметры КУН в данном случае подобраны таким образом, что регулируемая величина начнет уменьшаться, но ошибка регулирования будет существенно меньше чем в предыдущем случае;

– канал регулирования по отклонению начинает работать аналогично предыдущему случаю и устраняет отклонение регулируемой величины; – для уменьшения мощности действие САР температуры масла можно описать в аналогичной последовательности.

Графики переходных процессов 1.7.1 и 1.7.2 показывают, что использование комбинированного принципа регулирования в данной САР существенно уменьшило изменение регулируемой величины

Рис 1.7.2 Переходные процессы при изменении нагрузки ОР в САР температуры масла, работающей по комбинированному принципу.

Действие САР при изменении заданного значения температуры масла(см. рис. 1.7.3): – в начальном состоянии системы регулирования значение температуры масла на входе дизеляТdi (регулируемой величины) постоянно и равно за данному значениюТdi= Тosp;

– увеличение заданного значения температуры Тospи неизменном сигнале на выходе датчика температурыТoos появится сигнал ошибки регулированияeX = Тosp – Тoos; – дальнейшее действие САР протекает аналогично действию системы, работающей по принципу отклонения, рассмотренному выше, – система, работающая по комбинированному принципу, также действует анало- гично.

Рис 1.7.3 Переходные процессы при изменении задания ОР в САР температуры масла.