Реферат: Автоматические регуляторы
💣 👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Автоматическим регулятором
называется устройство, обеспечивающее в системах автоматического регулирования (АСР) поддержание технологической величины объекта, характеризующей протекание в нем процесса около заданного значения путем воздействия на объект.
Заданное значение может иметь постоянную величину (в системах стабилизации) или изменяться по определенной программе (в системах программного регулирования).
Структурная схема регулятора может быть представлена как совокупность двух элементов (рис.1): элемента сравнения 1 и элемента 2, формирующего алгоритм (закон) регулирования.
На элемент сравнения 1 поступают два сигнала у
и у
зд
, пропорциональные, соответственно, текущему и заданному значениям регулируемой величины. Сигнал у
формируется измерительным преобразователем, а сигнал у
зд
– задатчиком или программным устройством.
поступает в элемент 2, который вырабатывает выходной сигнал регулятора, направляемый на исполнительное устройство.
Регуляторы могут быть с прямой и обратной характеристикой. Если с увеличением у
относительно у
зд
выходная величина u
увеличивается, то регулятор имеет прямую характеристику, а если уменьшается, то – обратную характеристику. Переход с прямой характеристики на обратную и наоборот в регуляторах осуществляют при помощи специального переключателя.
Отрицательную обратную связь в замкнутом контуре АСР формируют посредством применения регуляторов с прямой или обратной характеристикой.
Законом регулирования
называется зависимость между изменением выходной величины регулятора u
и рассогласованием текущего у
и у
зд
значений регулируемой величины.
По законам регулирования аналоговые регуляторы делят на пропорциональные, пропорционально-интегральные, пропорционально-дифференциальные и пропорционально-интегрально-дифференциальные.
Закон регулирования пропорционального регулятора имеет вид
где
- коэффициент передачи (усиления) регулятора; u
0
-выходная величина регулятора в начальный момент времени.
Коэффициент передачи регулятора
является параметром настройки регулятора. Изменяя
,можно изменить степень воздействия регулятора на объект.
Передаточная функция П-регулятора, приведённого на рис. 2, равна
Из выражения (3) видно, что чем меньше коэффициент k
ос
(степень воздействия отрицательной обратной связи), тем больше изменяется выходная величина регулятора при определенном рассогласовании.
Динамические характеристики П-регулятора при ступенчатом изменении входного сигнала и различных значениях k
p
приведены на рис. 3.
Согласно уравнению (2) выходной сигнал регулятора для зависимостей 1 и 2 будет равен:
Недостатком П-регулятора является то, что при работе в замкнутом контуре АСР регулятор не возвращает регулируемую величину к заданному значению, а приводит к новому положению равновесия со статической ошибкой регулирования пропорциональной коэффициенту передачи по каналу «возмущающее воздействие – регулируемая величина» и обратно пропорциональной k
p
. Увеличение k
p
при работе на объектах с запаздыванием приводит к неустойчивому режиму работы АСР.
Выходная величина пропорционально-интегральных регуляторов (ПИ-регуляторов) изменяется под действием суммы двух составляющих: пропорциональной и интегральной.
Закон регулирования ПИ-регуляторов с независимыми параметрами настройки описываются равенством:
где k
p
– коэффициент передачи регулятора;
По физическому смыслу Т
и
– это время, в течение которого изменение выходного сигнала регулятора под действием интегральной составляющей достигает ступенчатого изменения его входной величины.
ПИ-регулятор имеет два параметра настройки – k
p
и Т
и
.
Динамическая характеристика ПИ-регулятора (рис.4) представляет сумму пропорциональной и интегральной составляющих.
Из рисунка видно, что с увеличением Т
u
степень воздействия интегральной составляющей уменьшается.
Структурная схема ПИ-регулятора с независимыми параметрами настройки приведена на рис. 5.
В промышленности широко используются также регуляторы с зависимыми параметрами настройки (изодромные регуляторы), уравнение динамики которых имеет вид:
где k
p
–коэффициент передачи регулятора;
Динамические характеристики изодромного регулятора приведены на рис.6.
Передаточная функция приведенной структурной схемы находится по равенству
ПИ-регуляторы по сравнению с П-регуляторами обладают меньшим быстродействием. Вместе с тем, вследствие отсутствия статической ошибки при работе в замкнутом контуре АСР,они обеспечивают более качественное регулирование. Это обуславливается тем, что интегральная составляющая регулятора будет действовать до тех пор, пока рассогласование не станет равным нулю.
К регуляторам с опережением ( с воздействием по производной) относят пропорционально-дифференциальные и пропорционально-интегрально-дифференциальные (ПД- и ПИД-) регуляторы.
Закон регулирования ПД-регулятора с независимыми параметрами настройки описывается уравнением
Динамическая характеристика ПД-регулятора, описываемого уравнением (8), при подаче на его вход входного сигнала, изменяющегося с постоянной скоростью , представлена на рис. 8.
Уравнение ПД-регулятора с зависимыми параметрами настройки имеет вид
По физическому смыслу Т
п
показывает, что по сравнению с пропорциональной составляющей выходной величины регулятора u
п
выходная величина u
пд
достигает тех же значений с опережением по времени, равном Т
п
. Это явствует из приведенной на рис. 9 динамической характеристики регулятора, описываемого уравнением динамики 9.
Передаточная функция ПД-регулятора с такой структурной схемой равна
Закон регулирования ПИД-регулятора с независимыми параметрами настройки имеет вид
Передаточная функция такого регулятора описывается уравнением
Характеризуя быстродействие ПИД-регулятора необходимо отметить, что если воздействия интегральной и дифференциальной составляющих одинаковы, то его быстродействие приближается к быстродействию П-регулятора. Если воздействие дифференциальной составляющей больше, чем воздействие интегральной составляющей, то регулятор будет действовать быстрее, чем П-регулятор. В случае же большего воздействие интегральной составляющей быстродействие ПИД-регулятора будет приближается к быстродействию ПИ-регулятора.
При работе в замкнутом контуре АСР введение дифференциальной составляющей в закон регулирования вызывает уменьшение скорости изменения регулируемой величины, уменьшение времени регулирования и динамической ошибки регулирования, а также интегральной ошибки регулирования.
Уравнения динамики, настроечные параметры, переходные характеристики и их графики для различных типов регуляторов приведены в табл. 1.
При автоматизации химико-технологических производств используются регуляторы
и контроллеры
.
Регуляторы представляют собой технические средства с жесткой функциональной структурой, обеспечивающей реализацию закона регулирования.
Контроллеры – специализированные вычислительные устройства, обеспечивающие выполнение закона регулирования программно. При изменении программы алгоблок контроллера реализует выбранный алгоритм регулирования.
Регуляторы могут быть пневматическими или электрическими, а контроллеры – электрическими.
В пневматических регуляторах изменение входных и выходных сигналов находится в диапазоне 20¸100 кПа. В регуляторах системы «СТАРТ» реализуются ПИ и ПИД-законы регулирования с независимыми параметрами настройки. В этих регуляторах в качестве одного из параметров настройки используют величину, обратную коэффициенту передачи, называемую пределом пропорциональности
Предел пропорциональности показывает, в каком диапазоне изменяется входной сигнал регулятора при изменении его выходного сигнала от 0 до 100%. Он характеризует степень отрицательной обратной связи в пропорциональном регуляторе. Чем меньше , тем силнее воздействие регулятора на объект.
В электрических регуляторах и контроллерах используются следующие диапазоны изменения сигналов: 0–5 мА; 0–20 мА; 4–20 мА и 0–10 В.
Электрические регуляторы и алгоритмы регулирования регулирующих микропроцессорных контроллеров описываются законами с зависимыми параметрами настройки.
Наличие определенного диапазона выходного сигнала регулятора обуславливает его ограничение по величине. Поэтому в случае значительного рассогласования или при установке определенных значений настроечных параметров выходной сигнал регулятора будет принимать предельные значения.
Таблица 1. Уравнения и характеристики аналоговых регуляторов
Название: Автоматические регуляторы
Раздел: Промышленность, производство
Тип: реферат
Добавлен 05:15:22 02 июля 2011 Похожие работы
Просмотров: 2113
Комментариев: 14
Оценило: 4 человек
Средний балл: 4.3
Оценка: неизвестно Скачать
С независимыми параметрами настройки С независимыми параметрами настройки
Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.
Реферат: Автоматические регуляторы
Реферат: Народная мысль в романе Л.Н. Толстого "Война и мир". Скачать бесплатно и без регистрации
Жизнь Сочинение Эссе
Ао Курсовая Работа
Цифровизация В Образовании Реферат
Наследие Эссе
Курсовая работа по теме Организационно-правовые формы предприятия
Отчет По Производственной Практике Кинолога
Дипломная работа по теме Товароведная характеристика ассортимента и качества гигиенических и декоративных средств для ухода за волосами (на примере магазина "На Мичурина")
Дипломная работа по теме Взаимосвязь адаптации первоклассников к школе и мотивации учения
Составить План Дипломной Работы Онлайн
Собственность как экономическая категория
Породы Свиней Реферат
Контрольная работа по теме Основные налоги, уплачиваемые субъектами предпринимательства
Курсовая работа по теме Контроль расчетов по кредитам и займам
Сочинение В Конфликте Виноваты Оба
Причины И Механизмы Гиперинфляции Реферат
Доклад: Харитонов Николай Михайлович
Курсовая работа по теме Хирургическое лечение атеросклеротичеких поражений артерий каротидного бассейна.
Политические процессы в современной России
Чем отличается труд журналиста от труда писателя?
Реферат: Анализ затрат на качество продукции
Курсовая работа: Банковские риски и управление ими
Реферат: Управление деятльностью трудового коллектива