Методические указания по подготовке к лабораторной работе по изучению устройства и принципа действия системы автоматического регулирования с регулятором Р25, страница 3

Следует отметить, что первое включениегораздопродолжительнее остальных импульсов  , таккак в момент начала первого включения сигнал обратной связи начинает, возрастать с нуля, что требует большего времени для достижения порога отключения релейного элемента.

Под действием управляющих импульсов , формируемых регули­рующим блоком, исполнительный механизм постоянной скорости будет пере-

Рис.6

где -скорость разряда цепи обратной связи

при отключении РЭ.

Допуская _f которое обычно выполняется, получаем:

 (14)

Подстановка (II) и (14) в (9) и (10) дает

 (15)

Как видно, зависит от скорости исполнительного механизма  и скорости связи (начальной скорости заряда в цепи ЮС), а численно разно постоянней времени разряда цепи ОС

Очевидно, что разделение цепей заряда и разрядка формирующей обратной связи приводит к независимости органов настройки параметров регулятора и . При и   однозначно взаимосвязаны, т.е. определяются одниморганом настройки.

Выражения (13) показывают, что длительность импульса прак­тически не зависит от значения входного сигнала , тогда как дли­тельность обратно пропорциональна . При этом скважность

 управляющих импульсов зависит от практически линей­но. Следовательно, регулирующий блок вместе с исполнительным механиз­мом постоянной скорости реализует закон регулирования, близкий к ли­нейному ПИ-закону.

1.6. Структурнея схема замкнутей АСР

Замкнутая одноконтурная АСР может быть условно разделена на регулируемую и регулирующую части. К регулируемой части относится объект регулирования, в соства которого при расчетах и экспериментах включаются кроме технологического объекта регулирующий орган и датчик, измеряющий значение регулируемой величины. К регулирующей части отно­сится регулирующий прибор с исполнительным механизмом.

Структурная схема одноконтурной АСР при таком делении имеет вид, показанный на рис. 7. Динамические свойства отдельных элементов систе­мы, знание которых необходимо для настройки регулятора, могут быть вы­ражены в виде двух передаточных функций и

Дифференциальное уравнение и передаточнзя функцияидеального ПИ-регулятора известны и могут быть использованы для расчетов, а динамические свойства объекта регу­лирования неизвестны, но их можно определить эксперимен­тально.

 

Рис.7

1.7. Экспериментальное определение динамических характеристик объекта

Простейший способ выражения динамических свойств объекта регули­рования - переходная характеристика, представленная графиком измене­ния во времени выходной регулируемой величины вызванного ступенчатым изменением входной величины  (см. рис. 3). Величины и  отсчитываются от значений, установившихся до нанесениявоз­мущения.

Часто используют переходную характеристику, приведенную к единичному ступенчатому возмущению. В линейной системе

не зависит от исходного значения, величины и направления воз­мущения на входе

Для объекта с самовыравниванием, переходная характеристика ко­торого показана на рис. 8, (коэффициент передачи объекта). При экспериментальном определении переходных характерис­тик необходимо выполнить следующие условия:

1)  перед нанесением возмущения добиваются установившегося (не­возмущенного) состояния объекта, что особенно важно при малом числе экспериментов. Это достигают стабилизацией входной величины, нагруз­ки и других величин, влияющих на измеряемую входную величину. Жела­тельно, чтобы перед опытом такая входная величина, как температура поддерживалась постоянной в течение I...2 мин;

при исследовании динамических свойств объекта, с целью на­стройки регулятора, возмущение может наноситься со стороны регулирующего органа или изменением задания регулятору

Рис.8

3) возмущение должно нано­ситься мгновенно. Если мгновен­ное нанесение возмущения невоз­можно,  необходимо учитывать длительность егс нанесения и за начале отсчета времени изменения выходной величины принимать 1/2 времени нанесения возмуще­ния;

4) опыт заканчивают при достижении нового установивше­гося значения выходной регулируемой величины.

Результаты каждого вксперимента содержат элементы случайности из-за помех, которые всегда имеются в реальном объекте. Для исклю­чения влияния случайных факторов на экспериментальные характеристи­ки производят статистическую обработку полученных результатов усреднением большого количества результатов при одинаковой входной ситуации. Для этого полученные экспериментальные данные совмещают, на одном графике (рис. 9) и строят усредненную кривую;

коэффициент передачи объекта;

(20)

- постоянная времени объекта, с;  - запаздывание, с. Значение коэффициентов дифференциального уравнения объекта могут быть определены по графику переходной характеристики. Проще всего, хотя и с малой точностью и   мож­но определить графически, как показано на рис. 10. Касательная к кривой приведена в точке ее перегиба.

Здесь - значение подкасательной;

- это статическая характеристика объекта регулирования.

Рис. 10

1.8. Расчет параметров динамической настройки регулятора на заданный переходный процесс в АСР

Зная динамические свойства объекта и ПИ-регулятора, можно опре­делить настройки регулятора    и на желаемый вид переходного процесса в АСР после возмущения. Расчет этих параметров - сложная задача, но для простейших объектов, динамические свойства которых

выражены двумя элементарными звеньями (1.9), можно воспользоваться готовыми расчетами, результаты которых сведены в табл. I, составлен­ную для трех типовых переходных процессов в замкнутой АСР (рис. II) -граничного апериодического процесса I с минимальным временем регули­рования; процесса 2 с 20SS-M перерегулированием()