Содержательное описание АСР. Описание функциональной схемы. Обоснование способа описания АСР напряжения сварочной дуги, страница 2

1.2. Классификация АСР напряжения сварочной дуги.

По принципу регулирования данная АСР является замкнутой, как это видно из ее функциональной схемы (Рис. 2).

По цели регулирования она является системой стабилизации. То есть целью регулирования является сохранение постоянного значения напряжения сварочной дуги, соответствующего задающему воздействию U₀.

Система является одномерной, так как регулируется единственная величина – давление.

Данная АСР является непрерывной, - сигнал рассогласования изменяется во времени по значению и знаку лишь в зависимости от значений задающего воздействия и регулируемой величины.

Данную систему можно рассматривать как стационарную и линейную, то есть использовать для ее описания обыкновенные линейные дифференциальные уравнения, как это было сделано в ходе курсовой работы по курсу «моделирование систем управления».

Система регулирования напряжения сварочной дуги является астатической. Напряжение дуги, при постоянных внешних воздействиях, в установившемся режиме будет соответствовать заданному. Кроме того, на это косвенно указывает присутствие в составе регулятора интегрирующего звена, - двигателя.

Поток к потребителю есть случайная функция. Таким образом, система является стохастической.

2. Формализация содержательного описания АСР.

2.1. Обоснование способа описания АСР напряжения сварочной дуги.

Для анализа АСР необходимо иметь ее математическое описание. Система разделяется на элементы, и составляются уравнения, описывающие их поведение (движение) – изменение состояния во времени. Точность математического описания системы определяется требуемой точностью регулирования. Чем точнее описываются процессы в элементе системы, тем сложнее его уравнение. Поэтому необходим разумный компромисс между наиболее точным описанием и возможностью исследования полученного уравнения.

В данной работе АСР напряжения сварочной дуги будет рассматриваться как стационарная. Предположение о стационарности является идеализацией, ибо не учитывается влияние процесса на свойства элементов системы, например их старение.

Так же будем предполагать, что все элементы данной системы с сосредоточенными параметрами и непрерывного действия. Для описания таких элементов используются обыкновенные дифференциальные уравнения с постоянными коэффициентами.

Однако многие элементы описываются нелинейными дифференциальными уравнениями, которые не всегда могут быть проинтегрированы, и даже отыскание приближенного числового решения может оказаться весьма трудоемким. Поэтому в данной работе будет использоваться приближенная линеаризованная модель системы, в терминах передаточных функций, что позволяет составлять математические модели систем в виде наглядных структурных схем.

2.2. Структурная схема АСР напряжения сварочной дуги.

Параметры функциональных элементов АСР напряжения сварочной дуги (рис.1), взятые в соответствии с вариантом задания приведены в таблице 1.

Таблица 1

Математическая модель системы, в терминах передаточных функций приведена на рис.3, в виде структурной схемы в одноконтурном виде.

 

Рисунок 3. Структурная схема АСР в одноконтурном виде.

Внешние воздействия на систему приведены в таблице 2.

Таблица 2

U0	Vn	Uc
U01(t)	Vn1(t)	S(ω)=2D/π α3/(ω2+α2)2
В	М/с	D	α
2	0,5	1	100

3. Построение временных характеристик исходной АСР