Разработка автоматического программируемого терморегулятора ТР-1, страница 5

помощью двух звеньев - пропорционального и интегрирующего. В системе для которой проектировался терморегулятор применяется широтно-импульсное  ормирование  управляющего   воздействия,   а именно открытие или закрытие двигателя в течении какого-то определенного времени. При этом соответствующий выбор коэффициентов пропорционального и интегрирующего звена позволяет оценивать величину управляющего воздействия в единицах времени т.е. определять его длительность.

Импульсное ормирование управляющего воздействия требует введения времени ожидания в течении которого после окончания управляющего воздействия система регулирования не производит оценку степени рассогласования текущего состояния объекта и его желаемого состояния. За это время регулируемая система приходит в некоторое равновесное состояние, когда переходные процессы, вызванные регулирующим воздействием, в основным прекращаются и главную роль в состоянии объекта вновь начинают играть внешние факторы - объем подаваемой и отводимой от объекта мощности. Необходимость введения времени ожидания особенно очевидна в системах регулирования с памятью, когда не просто подается постоянное и определенное по величине регулирующее воздействие в течении заданного времени, а меняется степень этого воздействия (в данном случае с помощью положения заслонки двигателя). Оценка и степень изменения воздействия в таких системах может производиться только после окончания переходных процессов.

Необходимо отметить однако, что в рассматриваемой системе регулирования двигатель играет роль дополнительного интегрирующего звена. Низкая скорость вращения двигателя (и следовательно медленное открытие/закрытие заслонки в трубопроводе) обеспечивает плавность изменения температуры

объекта без резких выбросов, которые могли бы  иметь  место  при быстром изменении положения заслонки.

Оценка управляющего воздействия производится в соответствии с ниже приведенным выражением.

Y = Кпр * О  + Кпр/Тиз

где     Y - длительность управляющего воздействия;

О - разность между требуемой в данный момент времени температурой объекта и его текущей температурой;

Кпр  - коэффициент пропорциональности;

Тиз  - время изодрома;

i – текущий дискретный момент измерения текущей температуры объекта.

Минимальная длительность управляющего воздействия выбрана равной 1 секунде. Связано это с тем, что управляющие воздействия длительностью менее одной секунды двигатель просто может не отрабатывать в силу своей инерционности при пуске. В связи с этим и измерения текущей температуры проводятся также через одну секунду.

Рассмотрим конкретные особенности применения предложенного алгоритма регулирования и его реализации.

Программная реализация алгоритма регулирования выполнена таким образом, что при большом уровне рассогласования требуемого и текущего состояния объекта работает лишь пропорциональное звено регулирование. При этом из предыдущей формулы видно, что минимальное (равное одной секунде) управляющее воздействие будет

Рис. 3„ Текущее и зданное (запрограммированное) изменение температуры

ормироваться  только  тогда  когда  степень   рассогласования   я превысит значение 1/Кпр. Эта величина будет  определять  коридор вокруг   линии    желаемого    (запрограммируемого)    изменения температуры объекта при выходе  за  который  будет  армироваться управляющее воздействие лишь пропорциональным звеном,Если в результате измерений окажется, что текущая температура объектах "входит" в этот коридор, кроме пропорционального звена начинает работать и интегральное. В результате достигается возможность наиболее точно скомпенсировать ошибку рассогласования и задать скорость изменения температуры объекта максимально близкой к заданной величине.

2.4 Аналого-цифровое преобразование

Для обработки результатов измерения в цифровой форме предварительно необходимо аналоговое напряжение с выхода датчика преобразовать в двоичный цифровой код. Провести аналого-цифровое преобразование можно различным образом. При рассмотрении различных способов его реализации необходимо учитывать возможности организации различных алгоритмов его проведения так и возможности использования различной элементной базы, хотя в настоящее время развитие интегральной базы аналого-цифровых преобразователей сделало эти задачи взаимо обуславливающими друг-друга.

Точность аналого-цифрового преобразования (разрядность получаемого кода) определяется максимально допустимой величиной погрешности дискретизации входного сигнала. Допустимая величина этой погрешности определяется необходимой точностью проведения