рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Философия
/
Законы регулирования

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Законы регулирования

Законы регулирования - раздел Философия, Автоматическое управление пуском и остановкой оборудования, коммутационные операции и т.д Предположим, Что В Системе Появилось Рассогласование, То Есть Действительное ...

Предположим, что в системе появилось рассогласование, то есть действительное значение регулируемой величины стало отличаться от заданного значения. Как должна реагировать система на эту ситуацию? Резко бросить на ликвидацию ошибки все ресурсы или только их часть? Поддерживать реакцию до полного исчезновения ошибки или менять ее во времени? Может быть, форсировать реакцию в первый момент, ослабляя ее далее, как это делают регуляторы “сильного действия” или реагировать с возрастающей интенсивностью средствами интегральных регуляторов? Подобные вопросы решаются с помощью специальных алгоритмов, которые называют законами регулирования. Из всего многообразия возможных алгоритмов практикой и теорией отобрано небольшое число наиболее рациональных.

Вернемся к рис. 1.1, где показан принцип организации автоматической системы. Здесь видно, что информация о текущем состоянии объекта регулирования подается на управляющее устройство, которое и вырабатывает управляющее воздействие . Закон формирования можно представить суммой трех функций

где - функции соответственно от ошибки , задающего воздействия и возмущающего воздействия .

Описание законов регулирования может быть сделано на основе следующей общей линейной формы

, (8.1)

или в операторной форме

. (8.2)

Здесь x – обозначает сигнал на входе регулятора, а - его изображение.

Выбором слагаемых формулы (8.1) или (8.2) формируют различные законы регулирования, которые реализуются в регуляторах.

Пропорциональные регуляторы (П-регуляторы). Когда на входе П-регулято-ра появляется воздействие , на его выходе появляется управляющее воздействие

(8.3)

где - коэффициент передачи регулятора, являющийся его параметром настройки. Передаточная функция этого регулятора

. (8.4)

П-регуляторы выполняются на основе безынерционных динамических звеньев и осуществляют мгновенную реакцию, пропорциональную поступающему сигналу (рис. 8.1,а).

Рис.8.1. Временные характеристики: а) П-регулятора,

б) И-регулятора, в) ПИ-регулятора.

Интегральные регуляторы (И-регуляторы). Эти регуляторы вырабатывают управляющее воздействие, пропорциональное интегралу от входного сигнала

, (8.5)

где параметр настройки регулятора. Когда на вход этого регулятора поступает сигнал “ступенька” , сигнал на выходе будет изменяться по закону (рис. 8.1,б). Передаточная функция регулятора

. (8.6)

Особенность этого регулятора в том, что в начале процесса регулирования его эффективность низкая, но она растет по мере накопления (интегрирования) ошибки. Такой алгоритм регулятора снижает быстродействие системы, а если регулирование ведется по второму интегралу

то это снижение становится еще более заметным (кривая 2 на рис. 8.1,б).

Пропорционально-интегральные регуляторы (ПИ-регуляторы или изодромные). При изодромном регулировании вырабатывается регулирующее воздействие, эквивалентное одновременному действию двух регуляторов - пропорционального и интегрального

(8.7)

где коэффициенты передачи регулятора, являющиеся его параметрами настройки. Передаточная функция регулятора

. (8.8)

Временная характеристика регулятора приведена на рис. 8.1,в и показывает, что сначала после появления сигнала регулятор работает как П-регулятор, а в дальнейшем, по мере накопления сигнала, преобладает действие И-регулятора. Таким образом, изодромное регулирование сочетает в себе высокую статическую точность интегрального регулирования (астатизм) с большим быстродействием пропорционального регулирования.

Пропорционально-дифференциальные регуляторы (ПД-регуляторы). Выходная величина регулятора одновременно пропорциональна входному сигналу и скорости его изменения, то есть

, (8.9)

где параметры настройки регулятора.

Передаточная функция регулятора

. (8.10)

Временная характеристика регулятора (рис. 8.3,а) отличается от характеристики П-регулятора резким увеличением выходного сигнала в начальный период регулирования. Затем с течением времени дифференциальная составляющая сигнала исчезает и остается только пропорциональная составляющая. Таким образом, действие предварения можно представить как временное увеличение коэффициента усиления регулятора или прямое предварение. Физическое объяснение действия дифференциальной составляющей дают кривые на рис. 8.2.

Прямое предварение используется на инерционных объектах с большой постоянной времени, а на объектах с малой инерционностью применяют регуляторы с обратным предварением, действие которого сводится к временному уменьшению коэффициента усиления (на рис. 8.3,а это показано пунктиром).

Рис.8.2. Кривые изменения х(t) и . Рис.8.3. Временные характеристики:

а) ПД-регулятора; б) ПИД-регулятора.

Изодромные регуляторы с предварением (ПИД-регуляторы). Выходная величина этих регуляторов пропорциональна трем составляющим: входному сигналу, интегралу от этого сигнала и скорости его изменения

. (8.11)

Передаточная функция регулятора

. (8.12)

Временная характеристика ПИД-регулятора с прямым предварением (рис. 8.3,б) показывает, что на начальном отрезке времени преобладает пропорциональная и дифференцирующая составляющие, а далее пропорциональная и интегрирующая.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Автоматическое управление пуском и остановкой оборудования, коммутационные операции и т.д

Теория автоматического регулирования это наука о принципах построения автоматических систем и о закономерностях...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Законы регулирования

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Начальные сведения о системах автоматического регулирования
Любую автоматическую систему можно условно разделить на две части – объект управления и управляющее устройство. Взаимодействие этих частей между собой схематично показано на рис.1.1.

Понятие о линейных, нелинейных и линеаризованных моделях
Для любого физического объекта может быть составлена математическая модель, которая представляет собой набор определенных математических соотношений между переменными величинами это

Принципы автоматического управления
Несмотря на большое разнообразие технических процессов и объектов, в которых используется автоматическое управление, организация управления основывается на небольшом числе общих принципов это:

Интегральные преобразования Лапласа
В исследовании динамики автоматических систем широко применяются интегральные преобразования Лапласа, Хевисайда-Карсона, Фурье. Одна из привлекательных сторон этих преобразований в том, что они пон

Понятие о статических характеристиках
Под статической характеристикой физического объекта понимают уравнение вида (3.1)

Понятие о статическом и астатическом регулировании
По виду статических характеристик все автоматические системы делятся на статические и астатические, или говорят о статическом и астатическом регулировании. Пр

Автоматические системы стабилизации напряжения
1. Объект регулирования (рис.3.2). Объектом регулирования является генератор постоянного т

Автоматические системы стабилизации частоты вращения вала
1. Объект регулирования.Объектом регулирования является двигатель постоянного тока независимого возбуждения, для которого справедливы следующие уравнения

Понятие динамического звена
Автоматические системы состоят из разнообразных элементов, среди которых могут быть генераторы, двигатели, термопары, реостаты, редукторы и многие другие конструкции. Но при математ

Динамические характеристики звена
Автоматические системы относятся к классу динамических систем, потому что процессы регулирования, протекающие в них, сопровождаются постоянными изменениями во времени. Математическое описание этих

Типовые динамические звенья
Понятием типовое звено в теорию введен еще один исключительно удобный расчетно-аналитический инструмент. Из всего многообразия возможных динамических звеньев выделена группа

Безынерционное звено
Уравнение динамики этого звена описывается алгебраическим уравнением

Инерционное (апериодическое) звено первого порядка
Уравнение динамики звена , (4.16) где Т –

Инерционное звено второго порядка
Уравнение динамики звена , (4.20) где Т –постоянная времени,

Интегрирующие звенья
Интегрирующим называется звено, в котором производится интегрирование входного воздействия, и поэтому в выходном воздействии обязательно присутствует интеграл

Дифференцирующие звенья
Дифференцирующие звенья реагируют на скорость изменения входного воздействия, и поэтому в их дифференциальных уравнениях в правой части содержатся производные от входной переменной.

Запаздывающее звено
Запаздывающим называется звено в котором выходное воздействие повторяет входное воздействие без искажений, но с некоторым постоянным запаздыванием во времени на величину t. Эти условия определяют у

Частотные характеристики безынерционного звена
Апериодическое звено. АФХ этого звена определяется выражением

Логарифмические частотные характеристики типовых звеньев
Покажем технику построения ЛЧХ на примере двух динамических звеньев. Безынерционное звено. Логарифмируя частотную передаточную функцию (4.15) , найдем

Определение начальных условий
Под начальными условиями динамического процесса понимается его состояние в момент времени, принятый за начало процесса. Начальные условия задаются совокупностью значений выходной координаты иссл

Понятие устойчивости
Под устойчивостью понимают способность системы самостоятельно приходить к установившемуся состоянию после приложения воздействия, которое вывело ее из состояния равновесия.

Устойчивость линейных систем
Свободное движение линейной системы описывается однородным дифференциальным уравнением . (6.1)

Методы определения устойчивости
Для того, чтобы система была устойчивой, должны выполняться определенные условия, которые называются условиями устойчивости. Все условия устойчивости разделяются на необходимые и достаточные

Критерии устойчивости
Все критерии устойчивости делятся на алгебраические и частотные. Если для работы с алгебраическими критериями необходимо иметь, по крайней мере, характеристическое ура

Запас устойчивости
Запас устойчивости – это количественная оценка, определяющая удаление расчетных параметров системы от зоны, опасной с точки зрения устойчивости. Формулировка запаса

Об устойчивости нелинейных систем
Рассмотренные выше вопросы устойчивости, строго говоря, справедливы только для линейных систем. Но почти все реальные системы являются нелинейными, и поэтому возникает вопрос - наск

Показатели качества регулирования
Из предыдущей главы мы знаем, что автоматическая система, прежде всего, должна быть устойчивой. В устойчивой системе переходный процесс затухает, однако для практики вовсе не безразлично то, как эт

Косвенные методы оценки качества регулирования
Метод распределения корней.Этот метод дает возможность приближенно оценить характер переходного процесса по расположению корней относительно мнимой оси. В основу ме

ФОРМИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
Процесс проектирования автоматической системы можно условно разбить на два этапа. На первом этапе закладывается функциональная схема системы, выбираются ее элементы, задаются законы

Коррекция характеристик АС
Понятие о коррекции. В автоматических системах, которые состоят только из основных функционально необходимых элементов, обычно не удается получить требуемые показат

СТАБИЛИЗАЦИИ
Расчет системы автоматического регулирования (САР) представляет собой задачу, имеющую, как правило, многозначное решение. Выбор оптимальной конфигурации САР зависит от требований, предъявляемых ка

Компоновка функциональной схемы
Выбор параметров объекта управления. Так как в техническом задании уже определен тип исполнительного двигателя, то остается только выбрать его каталожные данные и согласовать их с техническими данн

Статическая модель САР
Статическая модель описывает систему в установившемся режиме и поэтому используется для расчета параметров настройки ее элементов, при которых будут обеспечены заданные в ТЗ параметры статических

Динамическая модель САР
В уравнениях динамической модели присутствует координата времени, и поэтому модель представляет собой систему дифференциально-алгебраических уравнений. Примечание. Так как решен

Анализ динамики САР
9.3.3.1. Динамические характеристики САР. Динамической характеристикой САР является функциональная зависимость между переменными модели. Последовательность получения х

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В методических указаниях показаны основные принципы начального этапа разработки автоматической системы. Это первичная компоновка схемы, определение параметров настройки и расчеты статических и ди

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. В.А.. Бесекерский, Теория систем автоматического регулирования. В. А. Бесекерский, Е. П. Попов. – М. : Наука, 1975. - 457 с. 2.Куропаткин, П.В. Теория автоматического управления./ П.В.