WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Типи регуляторів. Методика настройки регуляторів - Курсова робота

Типи регуляторів. Методика настройки регуляторів - Курсова робота

Y(t).
Наприклад, процес нагріву в печі до сталого значення Yуст може мати вигляд, представлений на малюнку 2.2.
Малюнок 2.2- Перехідний процес нагріву в печі
Перехідний процес характеризує динамічні властивості системи і її поведінку.
Оскільки вхідні дії можуть змінюватися в часі, то і перехідні характеристики будуть кожного разу різні. Для простоти аналізу систем вхідні дії X(t) приводять до одного з типових видів, представлених на рис.2.3:
Малюнок 2.3- Види вхіднихдій
Залежно від виду вхідної дії функція Y(t) може мати різне позначення:
Перехідна характеристика h(t) - реакція об'єкта на одиничну ступінчасту дію за нульових початкових умов, тобто при х(0) = 0 і у(0) = 0.
Імпульсна характеристика щ(t) - реакція об'єкта на д-функцію за нульових початкових умов.
При подачі на вхід об'єкта синусоїдального сигналу, на виході, як правило, в сталому режимі виходить також синусоїдальний сигнал, але з іншою амплітудою і фазою:
Y(t)= * sin(щ*t + ц), (2.3)
де: - амплітуда, щ - частота сигналу, ц - фаза.
Частотна характеристика (ЧХ, АФХ і ін.) - залежність амплітуди і фази вихідного сигналу системи в сталому режимі при додатку на вході синусоїдальної (гармонійного) дії.
Види частотних характеристик (ЧХ):
o АФХ - залежність амплітуди і фази від частоти (зображається на комплексній площині);
o АЧХ - залежність амплітуди від частоти;
o ФЧХ - залежність фази від частоти;
o ЛАХ, ЛАЧХ - логарифмічні АЧХ.
2.4 Типові ланки систем регулювання
2.4.1 Ланка системи регулювання - це елемент, що володіє певними властивостями в динамічному відношенні. Ланки систем регулювання можуть мати різну фізичну основу (електричні, пневматичні, механічні і ін. ланки), але відноситься до однієї групи. Співвідношення вхідних і
вихідних сигналів в ланках однієї групи описуються однаковими передавальними функціями.
Прості типові ланки, приведені на рис.2.4 (на малюнку представлені перехідні характеристики і передавальні функції):
o а)підсилююче,
o б), в) інтегруюче ідеальне, інтегруюче реальне
o г) диференціююче (ідеальне, реальне)
o д)аперіодичне інерційне
o е) коливаючи, запізнююче.
Малюнок 2.4- Перехідні характеристики і передавальні функції типових ланок
Пояснення до малюнка 2.4:
а) Підсилювальна ланка, пропорційну ланку підсилює вхідний сигнал в К раз. Рівняння ланки у = К*х, передавальна функція W(р)= К (де - К коефіцієнт посилення). Приклад підсилювальної ланки - механічні передачі, датчики. Підсилювальна ланка є безінерційною ланкою.
б) Ідеальна інтегруюча ланка має вихідну величину пропорційну інтегралу вхідної величини. При подачі сигналу на вхід ланки вихідний сигнал постійно зростає. Ідеальна інтегруюча ланка є астатичною, оскільки не має сталого режиму.
в) Реальна інтегруюча ланка має передавальну функцію представлену на малюнку 2.4-в. Реальна інтегруюча ланка є ланкою із запізнюванням. Перехідна характеристика на відміну від ідеальної ланки є кривою. Приклади інтегруючої ланки: місткість, що наповнюється водою; інтегральний імпульсний виконавчий механізм.
г) Ідеальні диференціюючі ланки фізично не реалізовуються. Реальні диференціюючі ланки є диференціюючі ланки більшості об'єктів. Перехідна характеристика і передавальна функція приведена на рис.2.4-г:
д) Аперіодична (інерційне) ланка першого порядку представлена на рис.2.4-д, де Т постійна часу. Більшість теплових об'єктів є аперіодичними ланками. Наприклад, при подачі на вхід електричної печі напруги її температура змінюватиметься по аналогічному закону.
е) Коливальна ланка представлена на рис.2.4-е. При подачі на вхід ступінчастої дії амплітудою х0 перехідна крива матиме один з двох видів: аперіодичний (при ) або коливальний (при ).
ж) Ланка, що запізнюється (на рис.2.4 не представлено). Передавальна функція ланки: Y(t)= X(t - ) або W(р)= . Вихідна величина Y повторює вхідну величину X з деяким запізнюванням . Наприклад, стрічковий транспортер, конвейєр.
2.4.2 З'єднання ланок систем регулювання
Досліджуваний об'єкт в цілях спрощення аналізу функціонування розбивається на елементарні ланки. Після визначення передавальних функцій для кожної ланки - вирішується завдання об'єднення їх в одну передавальну функцію об'єкта. Вид передавальної функції об'єкта залежить від послідовності з'єднання ланок:
1) Послідовне з'єднання ланок:
Wоб = W1хW2 х W3 ... (2.4)
При послідовному з'єднанні ланок їх передавальні функції перемножуються.
2) Паралельне з'єднання ланок:
Wоб = W1+W2 + W3 + ... (2.5)
При паралельному з'єднанні ланок їх передавальні функції складаються.
2.5 Передавальна функція
2.5.1 Перетворення диференціальних рівнянь по Лапласу дає можливість ввести зручне поняття передавальної функції, що характеризує динамічні властивості системи.
Передавальною функцією називається відношення зображення вихідної дії Y(р) до зображення вхідного X(р) за нульових початкових умов.
(2.6)
Передавальна функція є раціональною для дробу функцією комплексної змінної:
(2.7)
де:
- чисельник
- знаменник
Передаточна функція має порядок,який визначається порядком полінома знаменника (n).
З формули (2.6) слідує, що зображення вихідного сигналу можна найти так:
(2.8)
Оскільки передавальна функція системи повністю визначає її динамічні властивості, то первинне завдання розрахунку САР зводиться до визначення її передавальної функції.
При розрахунку настройок регуляторів широко використовуються достатньо прості динамічні моделі промислових об'єктів управління. Зокрема, використання моделей інерційних ланок першого або другого порядку із запізнюванням для розрахунку настройок регуляторів забезпечує в більшості випадків якісну роботу реальної системи управління.
Залежно від виду перехідної характеристики (кривій розгону) задаються частіше всього одним з трьох видів передавальної функції об'єкту управління:
1) У вигляді передавальної функції інерційної ланки першого порядку:
(2.9)
де:
К - коефіцієнт посилення,
Т - постійна часу,
- запізнювання,
які повинні бути визначені в околиці номінального режиму роботи об'єкту.
2) Для об'єкту управління без самовирівнювання передавальна функція має вигляд:
(2.10)
3) Більш точніше динаміку об'єкту описує модель другого порядку із запізнюванням:
(2.11)
.5.2 Експериментальні методи визначення динамічних характеристик об'єктів управління діляться на два класи:
1. Методи визначення тимчасових характеристик об'єкту управління.
2. Методи визначення
Loading...

 
 

Цікаве