Исследование качества одноконтурной САР

Исследование качества одноконтурной САР. К автоматическим системам регулирования предъявляются требования не только в отношении ее устойчивости. Для работоспособности системы не менее необходимо, что бы процесс автоматического регулирования при определенных качественных показателей.

Требования к качеству процесса регулирования в каждом случае могут быть самыми разнообразными, однако из всех качественных показателей можно выделить несколько наиболее существенных, которые с достаточной полнотой определяют качество почти всех АСР. Качество процесса регулирования системы, как правило, оценивают по ее переходной функции. Основными показателями качества является - время регулирования tр называется время, в течении которого, начиная с момента приложения воздействия на систему отклонения регулируемой величины ht от ее установившегося значения h0h будут меньше на пред заданной величины Е. Обычно принимают, что по истечении времени регулирования отклонении регулируемой величины от установившегося значения должно быть не более Е5. Таким образом, время регулирования определяет длительность быстродействие переходного процесса перерегулированием называется максимальное отклонение hmax регулируемой величины от установившегося значения, выраженное в процентах от h0h. Абсолютная величина hmax определяется из кривой переходного процесса hmaxhmax- h Соответственно перерегулирование будет равно - Колебательность системы характеризуется числом колебаний регулируемой величины за время регулирования tр. Если за это время переходный процесс в системе совершает число колебаний меньше заданного, то считается, что система имеет требуемые качеством регулирования в части ее колебательности - Установившаяся ошибка Е. Установившееся значение регулируемой величины h0 в окончании переходного процесса зависит от астатизма системы.

В статических системах 0 установившаяся ошибка при постоянной величине входного воздействия не равна 0 и следовательно, установившееся значение регулируемой величины h0 будет отличаться от ее заданного значения на величину установившейся ошибки. По каналу возмущающего воздействия величина ошибки определяется выражением где 0-постоянное задающее воздействие К коэффициент передачи системы.

По каналу возмущающего воздействия величина ошибки согласно выражения где f0 постоянное возмущающее воздействие Коб коэффициент передачи объекта регулирования Кр коэффициент передачи регулятора.

Сравнивая переходные функции статического и астатического регулирования, выбираем оптимальный регулятор для САР температуры.

Рис 13. Переходная функция САР с П-регулятором Рис 14. Переходная функция САР с ПИ-регулятором По графикам видно, что время регулирования с ПИ-регулятором меньше, чем с П-регулятором значит для САР температуры целесообразно применить импульсный регулятор выполняющий ПИ-закон регулирования.

Для расчетов использовали на компьютере программу Classic. 3. Разработка схемы контура регулирования заданным параметром. Схемы выполнены по ГОСТ 2.710-81. Рис 15. Контур трехпозиционного регулирования. Подача питания на лабораторный стенд производится автоматом питания SF1 схема 003Э3. При этом включается нагревательный элемент объекта управления через размыкающий контакт КМ 1.1. реле КМ 1, и вторичный показывающий самопишущий прибор КСУ 4. В положении 90 универсального переключателя SA1 электродвигатель вентилятора.

В положении -45, переключателя SA1, включается в позиционное регулирование, в положении 45 - трехпозиционное регулирование. При 2-х позиционном регулировании через размыкающий контакт датчика ТУДЭ1 включена обмотка реле КМ1. При превышении установленной температуры на датчике, его контакт размыкается и размыкает контакт КМ1.1, выключая при этом нагревательный элемент, о чем оповещает сигнальная лампа HL4. Трехпозиционное регулирование показано на схеме 004Э2. В автоматическом режиме электрический сигнал от термопреобразователе ТСМУ последовательно поступает сначала на вход прибора КСУ42 зажим 12 и через зажим 11 поступает на вход 25 регулирующего блока РБИ 1-П. На вход РБИ 1-П зажим 21 от задатчика РЗД подается также токовый сигнал, пропорциональный заданному значению температуры.

На выходе регулятора, зажимами 7 и 9 выдается сигнал Меньше и Больше соответственно, относительно средней точки зажима 10. Сигнал проходит через БРУ и размыкающие контакты SQ1 и SQ2 исполнительного механизма ИМ, которые управляют пускателем ПБР зажимы 7 и 9. ПБР включает ИМ контактами 1, 2 и 3. В ручном режиме управления ИМ проходит кнопками БРУ Больше или Меньше.