Составление функциональной схемы системы автоматического регулирования; определение влияния элемента САУ на показатель качества управления

Цель работы: научится составлять структурные схемы по принципиальной схеме, определить какой  элемент САУ на какой показатель качества управления влияет и каким образом.

Дано: принципиальная схема системы автоматического регулирования химическим реактором по соотношению двух газовых потоков  (Рис.1). Составить структурную схему с обозначением всех элементов и с описанием всех сигналов, алгоритм работы САУ, классифицировать САУ.

Ход работы.

1. Определим объект регулирования (ОР). Объектом регулирования в данной схеме будет являться – химический реактор, так как основной задачей САУ, в данной схеме, является поддержание определенной концентрации в химическом реакторе. Регулируемую величину – концентрацию, обозначим «n».

2. Определим исполнительное устройство (ИУ) – задвижка и золотниковый гидродвигатель, так как они отвечают за количество теплоты Q, которая подается на химический реактор, регулируемая величина гидродвигателя перемещение l₁.

3. Определим датчик (Д) – концентратомер, так как он преобразует выходную величину химического реактора в выходное напряжение концентратомера U. С выхода концентратомера сигнал попадает на компаратор (сравнивающее устройство), где сравниваются выходная величина «U» с задающим напряжением «U_у», а разница подается на  второй усилитель.

 4. Определим усилительное устройство (УУ) – усилители первый и второй, они служат для усиления сигнала управления.

5. Определим преобразовательное устройство (ПУ) – соленоид, червячный механизм, тахогенератор, так как они преобразуют сигнал с усилителей.

6. Задающим устройством (ЗУ) будет являться – напряжение U_з.

7. Построим структурную схему по перечисленным выше пунктам 1-6, получим:

Составим передаточную функцию для каждого элемента САУ в отдельности:

W_.д(р)= U/n ;  W_ус1(р)=U₃/  ;  W_ус2(р)= U₁/U₂  ;  W_сол(р)=l₂/U₁  ; 

W_зол.гд(р)=l₁/l₂; W_зад.(р)=Q/l₁ ; W_чм=W/l₃; W_тг=U₃/W; W_хр=n/Q.                                            

=U₃-U.

Принцип работы:

На усилитель 1 подается напряжение U₂, где оно усиливается до напряжения U₁ и подается на соленоид, который передвигается с помощью червячного механизма и тахогенератора. С тахогенератора напряжение U₃ поступает на сравнивающий элемент, где оно сравнивается с напряжение U₂ и разница между ними поступает на усилитель 1.

Передвижение соленоида с выходной величиной l₂ приводит в движение золотниковый гидродвигатель, который выполняя действие поршня открывает или закрывает задвижку с помощью величины l₁, тем самым уменьшая или увеличивая количество теплоты, которая подается в химический реактор. Газовый поток поступает в концентратомер, где измеряется его концентрация. Если концентрация больше или меньше нормы, то он подает напряжение U, на сравнивающий элемент, где сравнивается с исходной величиной и разница между ними подается на усилитель 2, где оно усиливается и подается на усилитель 1.

Классифицируем САУ:

Данная САУ является двухконтурной, так как состоит из двух контуров. А так же замкнутой, потому что на вход устройства управления подается как задающее воздействие, так и выходная величина, то есть имеет обратную связь.

САУ является следящей и одномерной, так как решает одну функциональную задачу, следит за одним параметром. По характеру действия является – непрерывного действия.