Лекция 2

1. Основные функциональные элементы автоматических регуляторов.

            Для проектирования системы регулирования необходимо знать задачу управления и св-ва объекта регулирования и на этой основе выбирать основные конструктивные элементы регулятора, выполняющие то или иное функциональное действие.

            Для установления текущего значения регулируемой величины Х в системе имеются чуствит элементы которые назыв измерит элементами. Основная функция чуствит элемента состоит в измерении регулир величины, темпер, давления, объема воздуха, и преобразов этой велич в электрич, пневматич или мех сигнал, удобный для передачи последующим элементам системы. Измерительными элементами могут быть датчики или реле.

            Тип задающего органа зависит от выходной величины чуствит элемента. В электрич регуляторе задающ орган выполн в виде съемных электросопротив, реостатов и потенциометров. В мех, гидравлич, и пневматич в виде бинтов, пружин и подвижн опор.

            Элементы савнения предназнач для опред велич рассогласования между текущим знач и заданным. При сравнении электрич сигналов может быть использ диф схема, при сравнении мех величин примен рычажные устройства. В большинстве регуляторов сигнал рассогласования облад небольшой мощн и поэтому его усиливают до такой величины которая позвол управлять или привод в действие исполнит механизм. Усиление сигнала осущ в усилит элементах. Усиление достигается изменением потока вспомогат энергии поступающей от уселителя исполнительному механизму в соотв со знаком и велич рассогласования. В усилителях иногда преобр и природу сигнала. К мех усилителям относ: редукторы, муфты, струйные трубки.

            Исполнит элемент преднаначен для оказания регулир воздействия на объект с целью уменьшения рассогласования. Исполнит элемент состоит из исполнит органа, электродвиг, поршней, мембран, а так же вентилей, заслонок и мотора. Для созд устойчивого проц регулир в систему вводят стабилизир элемент (дополнит обратная связь, котораяпередает воздействие с выхода какого либо звена системы на вход предыдущего).

1. Понятие об объекте автоматического регулирования и его основные свойства.

            Регулир объект явл одним из основных частей автоматич регулир, св-ва которого оказыв влияние на качество регулир и выбор типа регулятора. Знание этих св-в так же необход для выбора технич средств измерения контролир и регулир величин. Различ два вида объекта регулиров: стационарное и нестац.

            НАГРУЗКА – колич энергии или в-ва, которое расход в этом объекте для провед заданного технологич процесса. Нагрузка характериз производит или пропускную способность объекта при установившемся сост процесса. Колеб нагрузки вызывает измен регулир величины. Для прцеса регулир имеет значение не абсолют знач нагрузки, а диапозон и характер его измен во времени. Чем медленнее измен нагрузка и чем меньше ее диапозон, тем легче регулир объект.

            ЁМКОСТЬ – запас накопленной энергии или в-ва. Такое накопление возможно благодаря наличию сопротивления выходу энергии. Емкость объекта зависит от его размера. Чем больше емкость тем медленнее при возмущении регулир велич измен свое знач и регулир протекает более устойчиво. Понятие емкости не позвол правельно оценить ее влиян на измен регулир велич. Коэф емкости – это колич энергии или в-ва, которое необход подвести в объект или отвести, чтобы изменить регулир величину на единицу измерения.

            САМОВЫРАВНИВАНИЕ, т. е. способность при внешних возмущ самост (без участи регул) входить в новый статический режим работы. В таких объектах несоотв меж приходом и расходом энергии стремится к нулю, а регулир велич к новому установив знач. Объекты с самовыравн назыв статическими, а без него астатическими.  Способн объектов с самовыравн характериз степенью выравнивания P=q/x, где q-относ разность меж приходом и расходом в-ва, x-относ отклон регулир велич, x=х/х, где х-номин знач регулир велич, х-текущее. Чем больше P тем легче объект востанавл заданное знач и тем быстрее вост равновес, так же уменьш время переходного периода, т. е. повыш его качества. Степень самовыр завис от нагрузки, с уменьш рагрузки Р тоже уменьш.

Рекомендуемые материалы

            ИНЕРЦИОНОСТЬ – способность к замедлению накапливать или расходовать энергию в рез налич сопротив.

            ЗАПАЗДЫВАНИЕ – отставание регул-й велич. Транспортное запазд – время в течении которого регилир велич не измен не смотря на произвед регулир воздействие. Продолжит завис от расстояния меж регулир органом и чуствит Эл-ом, от емкости и нагрузки. Емкостное запазд – зависящ от термич, гидравлич и др сопротивлений меж емкостями объекта. Оно опред как интервал времени затрач на преодол межемкостного сопротив.

            ВРЕМЯ РАЗГОНА – время в теч которого регулир велич измен от нуля до заданного знач при мнгнов измен регулир воздействия и постоянстве его действия. Для обьяснен этого понятия строят кривые разгона которые показыв изменение регулир велич во времени. Время разгоняя явл мерой инерцион объекта, оно возраст с увелич емкости обекта.

            ПОСТОЯНАЯ ВРЕМЕНИ – время за которое выходная величина достигла бы своего установив знач, если бы изменялась с пост скоростью.

1. Определение основных свойств объектов по кривым разгона.

Вспомни 3 лабу!!!

1. Уравнение статики и динамики и их способы решения.

Уравнение статики отражает функциональную связь меж входной и выходной величиной в состоянии равновесия и не зависят от времени. Ур-е установив состояния представ собой алгебр выражение вида: х=f(х).

Ур-ния которые описывают изменения во времени выходной велич системы или эл-та от входной назыв уравнением динамики.

Переход сист из одного установив сост в другое назыв переход проц, в общем случ явл диф ур-ем и опис ур-ем динамики.

Ур-я как статики так и динамики могут быть линейными и нелин.

Для приведения нелин системы к линейной примен метод линеаризации, который заключ в проведении касательной и замене криволин зависимости. Для линеариз нелин диф ур-ий примен метод малых отношений, в основе которого лежит предполож что в проц регулир вх и вых величины измен не значит.

Диф нелин ур-е: F(x, х)=0.

Линейное диф ур-е может быть решено классич математич способом или с помощью преобразования Лапласа.

Преобраз состоит в том что вместо ф-ции x(t) использ комплексную переменную x(p), где p=.

Р – явл комплексной величиной.

Операция перехода явл прямым преобр Лапласа L.

 - прямое

 - обратное.

;   .

1. Понятие о передаточной функции.

Передаточная функция — один из способов математического описания динамической системы. Используется в основном в теории управления, связи, цифровой обработке сигналов. Представляет собой дифференциальный оператор, выражающий связь между входом и выходом линейной инвариантной во времени системы. Зная входной сигнал системы и передаточную функцию, можно восстановить выходной сигнал.

В теории управления передаточная функция непрерывной системы представляет собой отношение преобразования Лапласа выходного сигнала к преобразованию Лапласа входного сигнала при нулевых начальных условиях.

13.Понятие о типовых возмущающих воздействиях и их разновидности.

С целью анализа САР на вход системы подается сигнал и изучается реакция системы (звена ) на это воздействие. В основном используются следующие типовые воздействия:

1) Ступенчатое (единичное) воздействие.

2) Единичное импульсное воздействие;

Импульное воздействие называется также дельта – функцией: X(t)=(t): .

3)Синусоидальное (гармоническое) воздействие.