Для астатических систем с астатизмом порядка этот участок должен иметь наклон , а ордината, соответствующая w = 1, равна , где
- коэффициент передачи системы, соответствующий порядку астатизма. Область низких частот определяет точность воспроизведения входного сигнала.
Интервал средних частот определяет основные показатели переходного процесса: перерегулирование, время переходного процесса и запас устойчивости системы. Этот участок МО должен проходить через частоту среза wc c наклоном –20 дБ/дк и иметь длительность порядка 1,5 дк.
Область высоких частот ОП мало влияет на динамику системы и имеет наклон –40 дБ/дк и более. Можно считать малыми постоянными времени, не влияющими на переходные процессы, такие, которые удовлетворяют условию:
6. Анализ сар
Анализ САР включает в себя решение задач:
-
проверка устойчивости замкнутой системы;
-
расчет переходного процесса;
-
определение показателей качества процесса регулирования.
Методы решения этих задач для линейных непрерывных систем достаточно хорошо разработаны и описаны в литературе .
6.2. Определение частотных характеристик.
Расчет устойчивости
В соответствии с полученной структурной схемой определяется передаточная функция (ПФ) разомкнутой системы , на основании которой производится расчет ЛАЧХ и ЛФЧХ по формулам:
;
,
Используя, например, Mathcad.
Для определения и построения амплитудно-фазовой частотной характеристики (АФХ) разомкнутой САР необходимо в выражении для ПФ произвести подстановку :
.
По АФХ с помощью критерия Найквиста определяются запасы устойчивости системы по модулю и фазе. Контроль устойчивости можно осуществить и другими методами, которые достаточно полно описаны в литературе.
6.3. Расчет переходного процесса и определение показателей качества регулирования
Расчет переходной характеристики частотными методами основан на выражении:
где - ВЧХ замкнутой системы.
По графику следует определить показатели качества процесса.
В заключении необходимо сравнить полученные показатели качества с заданными и сделать необходимые выводы.
7. СОСТАВЛЕНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ САУ И ОРГАНИЗАЦИЯ НАЛАДОЧНЫХ РАБОТ
Получив положительный результат анализа спроектированной системы, можно приступить к составлению ее принципиальной электрической схемы. Для этого на функциональной схеме (рис.6) каждый элемент должен быть реализован своей принципиальной схемой, а функциональные связи - соответствующей коммутацией между схемами элементов. Все элементы схемы: электрические машины, приборы, операционные усилители, резисторы, емкости и др.-изображаются в соответствии с ГОСТом и правилами ЕСКД. Принципиальная схема вычерчивается на листе ватмана, на котором помещается спецификация на все элементы схемы (табл.8).
Для специалиста-эксплуатационника большое значение имеет умение проводить на системе наладочные работы и периодические подстройки. Для выполнения этих работ на пульте управления установки необходимо предусмотреть специальную плату с удобным доступом к ней, гнезда для подсоединения контролирующих приборов и т.д. Места для подключения этой аппаратуры следует указать на принципиальной схеме. Необходимо также выбрать соответствующие типы контрольно-измерительных приборов.
Таблица 8
. . . |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
1 |
R1, R2, R3 |
Резистор |
МЛТ |
100 K |
3 |
|
№ п/п |
Обозначение на схеме |
Название элемента |
Тип |
Номинал |
Количество |
Примечание |
Настроечные работы обычно начинают с контроля статического режима. Если в системе (в контуре) используется астатический регулятор, то необходимо добиться, чтобы в заданном диапазоне регулирования уровень сигналов, поступающих на его вход с задающего устройства и по цепи обратной связи, были равны. При этом регулируемая величина должна быть равна заданной.
В статическом контуре разность между сигналами задания и обратной связи должна быть в соответствии со значением коэффициента передачи регулятора. При этом максимальная статическая ошибка должна быть в допуске. В противном случае ее следует уменьшить за счет соответствующего изменения коэффициента передачи обратной связи (или регулятора).
Контроль динамического режима начинают с внутреннего контура. Отключив задающий вход от регулятора внешнего контура, подают от внешнего устройства на вход регулятора внутреннего контура ступенчатое воздействие, и осциллографируют выходную величину. Если при этом показатели качества контура не соответствуют принятому критерию его оптимизации (рис.16), то следует несколько изменить настроечные параметры регулятора. Для этой целя в цепях входной или обратной связи регулятора необходимо предусмотреть подстроечные переменные резисторы, которые следует разместить на плате регулировки системы. Настроив внутренний контур, переходят к внешним.
Для быстрого и качественного выполнения наладочных работ необходимо тщательно отработать методику и организацию этой работы.