Автоматические системы стабилизации напряжения - раздел Философия, Автоматическое управление пуском и остановкой оборудования, коммутационные операции и т.д ...
1. Объект регулирования (рис.3.2). Объектом регулирования является генератор постоянного тока, для которого справедливо уравнение
,
где – активное сопротивление цепи якоря. Зависимость называется внешней характеристикой генератора иявляется одной из его статических характеристик. Согласно (3.4) статизм этой характеристики больше нуля
. Рис.3.2
Это означает, что по внешней характеристике генератор относится к устройствам статического типа.
2. Система стабилизации напряжения «статическая» (рис.3.3).Система имеет управляющее устройство, состоящее из источника регулируемого эталонного напряжения , усилителя, измерительного устройства в виде потенциометра R и цепи обратной отрицательной связи.
Когда под действием какого либо фактора изменяется выходное напряжение U, изменяется и величина ошибки регулирования . Пусть, например, произошло уменьшение U, тогда при отрицательной ОС рассогласование (ошибка) увеличится, и в системе произойдут следующие изменения: увеличится ток возбуждения , следовательно, увеличится э.д.с. якоря, и увеличится напряжение на зажимах генератора.
Рис. 3.3
Количественную оценку процесса регулирования сделаем с помощью математической модели системы, которая представляется следующей группой уравнений:
уравнение замыкания системы
(3.5)
уравнение усилителя с коэффициентом усиления
(3.6)
уравнение цепи обмотки возбуждения с сопротивлением
(3.7)
уравнение э.д.с. генератора
(3.8)
уравнение цепи якоря генератора
(3.9)
Совместное решение уравнений (3.5 -3.9) дает все возможные статические характеристики автоматической системы, некоторые из которых рассмотрим ниже.
Статическая ошибка регулирования .Для получения этой характеристики за независимую переменную примем I, за зависимую переменную примем , после исключения остальных переменных получим
.
Ошибка регулирования в установившемся режиме системы определится уравнением
(3.10)
где – коэффициент усиления разомкнутой системы. Это уравнение показывает, что увеличением коэффициента усиления k ошибку регулирования можно сделать сколь угодно малой, но ее полное исчезновение принципиально невозможно. Этот вывод можно сделать и из принципа действия системы: действительно, напряжение на обмотке возбуждения генератора не может существовать без сигнала рассогласования на входе усилителя, то есть в этой системе ошибка регулирования является фактором, обеспечивающим ее работоспособность.
Статическая внешняя характеристика системы . Решение системы уравнений относительно переменных U и I дает уравнение
(3.11)
где – напряжение системы в режиме холостого хода,
, .
Статизм системы. Этот параметр системы определяется согласно (3.3) с использованием внешней характеристики (3.11)
(3.12)
Статизм внешней характеристики системы. Подставляя в (3.4) значения напряжения системы по (3.11) при холостом ходе и при номинальной нагрузке , получим
. (3.13)
3. Система стабилизации напряжения «астатическая» (рис.3.4).Принципиальным отличием данной системы от предыдущей является использование в цепи управления исполнительного двигателя ИД, который и создает астатизм. Когда в системе рассогласования нет и напряжение на исполнительном двигателе равно нулю, движок потенциометра П неподвижен. Но при любом изменении напряжения генератора появляется рассогласование , которое заставляет исполнительный двигатель ИД вращаться. При правильном включении цепи обратной связи (это должна быть отрицательная ОС) движок потенциометра будет перемещаться в сторону, уменьшающую рассогласование. Вращение двигателя прекратится при исчезновении напряжения на его якоре, то есть при
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:
Автоматические системы стабилизации напряжения
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
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 статическом и астатическом регулировании
По виду статических характеристик все автоматические системы делятся на статические и астатические, или говорят о статическом и астатическом регулировании.
Пр
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
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
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
Законы регулирования
Предположим, что в системе появилось рассогласование, то есть действительное значение регулируемой величины стало отличаться от заданного значения. Как должна реагировать система на эту ситуацию? Р
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.
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
1. Объект регулирования (рис.3.2). Объектом регулирования является генератор постоянного тока, для которого справедливо уравнение
,
– активное сопротивление цепи якоря. Зависимость 
называется внешней характеристикой генератора и является одной из его статических характеристик. Согласно (3.4) статизм этой характеристики больше нуля
. Рис.3.2
, усилителя, измерительного устройства в виде потенциометра R и цепи обратной отрицательной связи. 
. Пусть, например, произошло уменьшение U, тогда при отрицательной ОС рассогласование (ошибка) увеличится, и в системе произойдут следующие изменения: увеличится ток возбуждения 
, следовательно, увеличится э.д.с. якоря, и увеличится напряжение на зажимах генератора.
(3.5)
(3.6)
(3.7)
(3.8)
(3.9)
. Для получения этой характеристики за независимую переменную примем I, за зависимую переменную примем 
, после исключения остальных переменных получим
.
(3.10)
– коэффициент усиления разомкнутой системы. Это уравнение показывает, что увеличением коэффициента усиления k ошибку регулирования можно сделать сколь угодно малой, но ее полное исчезновение принципиально невозможно. Этот вывод можно сделать и из принципа действия системы: действительно, напряжение на обмотке возбуждения генератора не может существовать без сигнала рассогласования на входе усилителя, то есть в этой системе ошибка регулирования является фактором, обеспечивающим ее работоспособность.
. Решение системы уравнений относительно переменных U и I дает уравнение
(3.11)
– напряжение системы в режиме холостого хода,
, 
.
(3.12)
и при номинальной нагрузке 
, получим
. (3.13)
и напряжение на исполнительном двигателе равно нулю, движок потенциометра П неподвижен. Но при любом изменении напряжения генератора появляется рассогласование 
Новости и инфо для студентов