Солодовников (950639), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Относительно равновесного состояния эта САР неустойчи-.':( ва, но она обладает устойчивымп периодическими колебаниями,,Ъ с определенной амплитудой ач. Такая система пригодна для':.:,; регулирования, если амплитуда колебаний а, невелика и ча-:( стота их не опасна (т. е. наложение этих колебаний на регу-': лируемую перемснную допустимо по техническим требова-'.'; ниям, предъявляемым к данной системе). В этом случае СЛР"-~:. можно считать практически устойчивой. Если амплитуда устойчивых периодических колебаний тах':::" велика, что систему нельзя использовать для регулирования,то такую САР считают практически неустойчивой.
Следует отме.,::: тить, что эти колебания являются собственными (так как воз''-' мущающее воздействие 7(() =-О), свободными и имеют вполне'-! определенные амплитуду и частоту, которые зависят не от на ": чальных условий процесса, а от параметров самой системЫ.,, т. е, объекта н регулятора. Эти устойчивые собственные сво .'-;: бодные периодические колебания САР возникагот и при ьа,'. ком-то определенном сочетании параметров системы, и прн не' у котором множестве их сочетаний (подобно области устойчиво' ! сти равновесного состояния в линейной САР). Такие устойчив':::;: вые собственные свободные колебания с параметрами ам см ';::: называют автоколебаниями.
Они могут возникнуть только нелинейных системах. Если в реальных САР наблюдаются аз "" ебания, то это свидетельствует о наличии нелинейности 'х системах. 'й) автоколебательным системам можно отнести не только :,, но и электронный генератор, электромагнитный прерывачасы, духовой инструмент, поршневой двигатель (наро';;;или двигатель внутреннего сгорания), а также шимми ""' банна управляемых колес автомобиля), флаттер (вибра'':::.'крыла или хвостового оперения самолета). Лвтоколеба''гный характер имеют н процессы в живых организмах (ды'и и работа сердца). .'~Автоколебательной называют систему, способную создавать хающие колебания. Такая система характеризуется на'"'ем: источника энергии; клапана (вентиля), который регу".ет поступление энергии в колебательную систему; обрат-евязи (с колебательной системы — на клапан).
8.4. Примеры нелинейных САР релейного типа :~ля того чтобы представить работу нелинейной САР, рас""" им несколько типов систем автоматической стабилизации ' ературы (рис. 8.14, 885) необходимо поддерживать постоянную температуру 6 объекта 2, ""' аемого воздухом (см. рис. В.!4). Регулирующим элементом являются 7 ;*..Рис, 8.!4. Линейная САР регулирования температуры непрерывного дейсгвця 1, угловое положение которых гр определяет интенсивность поступ„,... и охлаждающего воздуха.
:!~чЬмерктельное устройство регулятора состоит из термометра сопротивлем,"'.йг включенного в качестве одного из плеч моста 4, и устройства б, из.,яющего ток в диагонали моста. Мост 4 иасграивастся так, чтобы при за- й температуре, которую нада поддерживать веизменной, ток в диаго,.;~ моста отсутствовал. Чувствительный зелемент регулятора (3 — -б) пере- 2!5 Ь 1 46 Т,„—,+6= — Ь,ф ЬТ(1). 217 мешает токосъемный элемент потенциометра 6 пропорционально отклонена, температуры 6. Потенцнаметр уцравляет работой электродвигателя Эдв г л!о, мощью усилителя 7. Электродвигатель черед редуктор 8 изменяет положе..',;: ние шторок 1 Недостаток системы заключается в том, что токосъеиный элемент изме рительиого устройства 6 имеет значительное механическое сопротивлениезмев ... виде тренин об обмотку потенциометра.
Это снижает чувствительность и мерителя и всего регулятора к малым отклонениям релулируемой величия, 8. Для устранения этого недостатка при управлении работой прииода шт„ рок вместо измерителя 6 и потеяциометра 6 может быть применен перек ю чающий репейный элемент — поляризованное реле 6', 6' (рис. 8.!5). (Назва. ния позиций 1 — 4 и 7 — 8 на рис. 8.14 и 8.15 — адиваковые.) Рис. 8.15.
Релейная система регулирования тем- пературы Средний контакт поляризованного реле в зависимости от знака тока в диагонали моста 4, т. е. н зависимости ат знака отклонения ргхулируемай величины 8, замыкается с правым или левым контактом. Ток якоря вклнь чается в одном илн в другом направлениях. Электродвигатель Эде чеюз р у р открывает или закрывает шторки 1, увеличивая или уменьшая е охлаждающий воздушный поток.
Уравнеаяе объекта регулирования может быть записано в виде где То — постоянная времени объекта; 0 — отклонение темпе ат ы; А пе е аточны р д ый коэффициент объекта регулировавия, апределшощий эффыс тивность воздействия регулирующего элемента на объект, — ~а т, лр — угол повара~а горок; (( ) — возмущающее воздействие на объект (нзмснепис температурл" из за любых других причин, кроме поворота шторок).
Параметры объекта Т, и Ао можно определять экспериментальн . Изме о. рант з ется тем, змерительное устройства (термометр сопротивления 3 и 4) хз и мост х ерк.у я тем, что тах 1 в диагонали моста нли в управляющей обллотке реле пропорционален 8, т. е. 1==1,8. Из сети в переключаемую цепь поляризованного реле (цепь коитакгав) подается постоянн нос напряжение (у=с), питающее электродвигатель.
Оио масть выходного н изменяется соответственно изменению тока 1 в диагонал . 3 лн моста. авнс терисънкой реле. аго напряжения реле У от тока 1 называют стати ес " арак ч кой х 216 и б Ю г '"" 816. Характеристики электромагнитных реле: Ьл=-1л и Ьл=(л — токи атпускания и срабатывания реле соответственно ТЬ(ъйтральному положению среднего контакта реле соответствует значе,ны9 при малых значениях тока — Ь(1(Ь (рис. 816,а). Интервал— ' Ь„где 0=0, называют зоной нечувствительности реле.
'. Ри токе 1=Ь реле срабатывает, включая напряжение (г=с. При обрат"н(чрицательном направлении тока 1 реле срабатывает при 1=- — Ь. При ',:,эо)шитродвигатель изменит направление вращения. так срабатывания реле не совпаадет с током отпускания, т. е. ка""' вит возврата реле А,Ф 1, то статическая характеристика реле имеет " ли гистерезиса (рнс. 8.16,6). "'йя нечувствительности реле (рис. 886,а и 6) ~появляется тогда, когда '"'"й 'Понтакт имеет нейтральное положение. Если этого нет, то якорь ;-„"')!удят перескакивать нз одного среднего положения .в другое (см. „".,376,п), В этом случае статическая характеристика является идеаль- ',~)еа зоны нечувствительности и без петли гистсрезиса.
В реальных эта характеристика при отсутствии зоны нечувствительности имеет 'гистерезнса (рис. 8.16,е) , . )лтпческую характеристику реле описывают уравнением ;„٠— нелинейнви функция (графически задается одной из форм, прина рнс. 8.16) йййктеристика реле существенно нелинейна: ее нельзя линеарнзовать. йв для электродвигателя с редуктором и со шторками, учитывая ', еханическую постоянную времени Ть можно записать в следующем 4Р' ! ':1(алр + — ой(1, д'". 4(1У л(1 Ф.
'угол поворота шторок! /гу — коэффициент Эдв ',:.3лиим образом, осуществлено замыкание системы и ее можно предста- ,,Я'виде схемы, изображенной на рис. 8.17. Рнс. 8Л7. Функциональная схема нелинейной СЛР температуры: ОР— объект регулнроннннял РЭ вЂ” регуннруюшна элемент: П— Нрнвонл ЧЭ вЂ” чунстонтельнып элемент; Р— реле !оеронаюыающон! Релейный регулятор называют: трехпозицнонным при ких репейных характеристиках, как на рис. 8.16,а и б; дву»„"'г позиционным (или регулятором по принципу «да — нет») пр в таких репейных характеристиках, как на рис.
8.16, в и г. Если характеристика реле идеальная (см. рис. 8.16,в) при этом не принимать во внимание постоянных времени ре.' ",г гулятора, то закон регулирования в релейной системе без ней„ ': трального положення (двухпозиционной системы) опреде..",. ляется характеристикой, показанной на рис. 8.18,а, т. е. """', ,такую характеристику, как на рис. 8.16, а, то изменение ения (1, которое подается на электродвигатель, будет -й)входить так, как на рис. 8.19, б.
Переключения реле про'")(яй при определенных значеннях входного тока (1=Ь и в ч ) ".'вставление расчетной схемы нелинейной САР сводится к "",ющим трем этапам. :.:"::,Выделяют нелинейное звено (реле), а все остальные ы''я системы, включая и объект регулирования, объединяют ейную часть (рис 8 20) 1 Рнс.
8.!8. Законы регулирований в си- стеме: а — реле беа нейтрального положение; б — ре- ле с нейтральным положением — —,=И,с, при 6>0; йр — =-й,с, 6<О игр грг Для трехпозиционной системы в нейтральном положении,':- (рнс. 8 18, б) закон регулирования следующий: — =-й~с, 6>0; гЙ~ ' —,',Р=-О, 8=0; -= — 6<О г1ф ггг Работа реле во времени показана на рис.
8.19. Если реле: Рис. 8.19. Временнаи диаграмма ра- боты электромагнитного реле 2!8 Рис. 8.20. Расчетнаи функниональнан схема нелинейной СЛР. ЛУ вЂ” лннсйнан часть системы; НЭ вЂ” нелинейный алеменг ; Представляют уравнение нелинейного звена в виде нели,.',й функции У=И(1), которая соответствует одной из хаистик на рис. 8.16. .~:::;Получают уравнение динамнки лннейной части„подстав";,значение 6, выраженное через 1, в уравнение объекта ~~у+ 1 = — йййггр+ йг У (1). ' й! ',В~его выражения путем преобразований получают уравне.,;,'мйнамики линейной части системы в виде ;ми' — коэффициент усиления линейной части регулятора "- агай,). ~бедует отметить, что к релейным системам регулирования ;,равлепия относят не только САР, содержащие реле, но и ,ь,,мы, в составе которых есть звенья со статическими харак, 'нками релейного типа (т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
