На какие две группы разделяют объекты управления по форме их переходной характеристики.

Начертить принципиальную схему объекта управления. Привести пример ОУ

ОУ – объект управления

X(t) – управляемая (регулируемая, выходная) величина

F(t) – возмущающее воздействие

X_p(t) – управляющее (регулирующее) воздействие

Примеры: электродвигатель – частота вращения вала и ток в якоре; автомобиль – скорость и направление; холодильник – tº воздуха; душ – tº воды; производственное предприятие – прибыль, объём выпуска, объём продаж и т.д.

2)

X(t)- Температура воды

Xp(t)-привод и редуктор(расход горячей воды)

 

Принципиальная схема и сущность САР

 

ЗД – специальное устройство, которое формирует задающее воздействие

АУУ – автоматическое устройство управления

ИУ – исполнительное устройство

ОУ – объект управления

X_зд(t) – задающее воздействие, характеризующее требуемое состояние ОУ

X_p(t) – управляющее (регулирующее) воздействие

X_p^*(t) – управляющее (регулирующее) воздействие той физической природы,

которая определяется природой ОУ

F(t) – возмущающее воздействие

X(t) – управляемая (регулируемая, выходная) величина

 

В чем заключается отличие автоматической системы регулирования (АСР) от автоматической системы управления

Управление с использованием отклонения фактического состояния от заданного значения E(t) называется регулированием, а АУУ называются АР. АСУ, состоящая из СЭ (сравнивающий элемент), АР, ИУ и ОЭ в прямой цепи системы, охваченной обратной связью, называется замкнутой АСР.

 

 

5)Назначение ИУ. В системе САР.

На какие две группы можно разделить все ИУ САР. Привести пример ИУ.

Интегрирующего типа и пропорционального типа.

Душ

Начертить переходные хар-ки ИУ П и И типа

Ø П-

где K_p– коэффициент пропорциональности,

ε(t) – отклонение регулируемой величины от установившегося значения.

 

 

Ø И-

где Т_И – постоянная времени интегрирования,

ε(t) – отклонение регулируемой величины от установившегося значения.

 

 

 

 

Схема импульсной системы

Для составления схемы импульсной системы необходимо воспользоваться структурной схемой по задающему воздействию и привести её к виду, как на рисунке 2.1.

 

Рисунок 2.1-Функциональная схема импульсной САУ

На рисунке 2.1: ИЭ – импульсный элемент, НЧ – непрерывная часть, ОС – обратная связь.

В структурной схеме по задающему воздействию после главного сумматора поставить идеальный импульсный элемент с формирователем импульсов. Формируем структурную схему-рисунок 2.2.

9)

Электродвигатель.

Х(t)-число оборотов

Xp(t)-напряжение

F(t)-усилие, приложенное к валу двигателя

 

Душ

X(t)- Температура воды

Xp(t)-привод и редуктор(расход горячей воды)

F(t)-изменение температуры горячей воды в трубе - это возмущение

12)производственное предприятие

13) Определить понятие «передаточная функция»

Отношение изображения по Лапласу выходного сигнала к изображению по Лапласу входного сигнала.

14) Определить понятия «переходная функция»

Ø Функция, которая описывает поведение выходной величины элемента y(t), когда на вход подается единичное ступенчатое воздействие при нулевых начальных условиях.

15) «переходная характеристика»

Ø График переходной функции y(t).

На какие две группы разделяют объекты управления по форме их переходной характеристики.

 

Объект -это машина, аппарат или другое оборудование осуществляющее технологический процесс, например ректификационная колонна, выпарной аппарат и т.д.
Объекты бывают самовыравнивающиеся и несамовыравнивающиеся. Объекты регулирования в которых после завершения переходного процесса регулирования величина без вмешательства из вне достигает своего постоянного значения называют объектами обладающие самовыравниванием.

Самовыравниванием процесса регулирования называется свойство регулируемого объекта после нарушения равновесия между притоком и расходом вернуться к этому состоянию самостоятельно, без участия человека или регулятора. Самовыравнивание способствует более быстрой стабилизации регулируемой величины и, следовательно, облегчает работу регулятора. Процесс изменения параметра Х(t) и его переходная характеристика h(t) изображена на рис.1. Сняв кривую разгона, и оценив характер обьекта управления (с самовыравниванием или без) можно определить параметры соответствующей передаточной функции.

Определение динамических характеристик обьектов по кривой разгона производится методом касательной к точке перегиба переходной характеристики (кривой разгона). В данном случае точка перегиба соответствует переходу кривой от режима ускорения к режиму замедления темпа нарастания выходного сигнала.

1. Динамическим коэффициентом усиления называется величина, показывающая, во сколько раз данное звено усиливает входной сигнал (в установившемся режиме), и равна отношению величины технологического параметра Хуст в установившемся режиме к выходной величине У:

Коэффициент усиления объекта К для объектов с самовыравниванием является величиной, обратной коэффициенту самовыравнивания (К = 1/с).

2. Установившееся значение выходной величины Хуст - это значение Х при. Например, максимальное значение температуры в печи, которое может быть достигнуто при установленной мощности нагревателя.

3. В системах автоматического регулирования, после получения возмущающего воздействия регулируемый параметр изменяется не мгновенно, а через некоторое время. Это время называется запаздыванием Ʈd процесса в объекте. Различают емкостное и транспортное (передаточное) запаздывание. Емкостное запаздывание зависит от емкости объекта регулирования. Паровой котел - по уровню воды в барабане, например, обладает емкостным запаздыванием.
Транспортным (динамическим) запаздыванием Ʈd называется промежуток времени от момента изменения входной величины У до начала изменения выходной величины Х. Например, это может быть время после включения нагревателя, за которое температура в печи достигнет значения 0,1Хуст. Чем больше, время полного запаздывания?d - тем труднее регулировать такой процесс. Из наиболее часто регулируемых параметров наибольшим - запаздыванием обладают объекты, в которых регулируется температура, а наименьшим - объекты, в которых поддерживается расход жидкости.

5. Максимальная скорость изменения параметра R - наклон переходной характеристики, может быть определено по формуле: R = Xуст / Т

Определение динамических характеристик обьекта управления без самовыравнивания по его переходной характеристике.

Для обьектов без самовыравнивания устойчивое функционирование системы без регулятора невозможно. Для объекта без самовыравнивания коэффициент усиления определяется как отношение установившейся скорости изменения выходной величины Х к величине скачка входного сигнала У:

Величина динамического запаздывания Ʈd в объекте определяется так, как показано на рис.2 Для регуляторов с релейным выходом на объект подается 100% мощности. В ряде случаев длительное воздействие такой мощности недопустимо. В этом случае допускается выключение нагревательного элемента после определения Ʈd и R. При этом скорость изменения температуры достаточно точно можно определить после достижения величиной Х значения 0,3Хуст. Тогда скорость изменения температуры R и постоянная времени Т определяются по формулам:
Т = τ0,63 - τd1 R = Xуст / Т