20106

Типовая функциональная схема САР. Классификация САР. Стабилизирующие САР. Программные САР. Следящие САР

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

СУ2 дополнительное сравнивающее устройство предназначено для образования местной обратной связи в любом месте системы. КУ корректирующее устройство предназначено для улучшения качества показателей системы; они могут быть в виде местных обратных связей КУ1 параллельных подключений КУ2 последовательных включений КУ3. Классификация САР Все системы в автоматике делятся на адаптивные и неадаптивные. по принципу регулирования: на системы работающие по возмущению; на системы работающие по отклонению; системы использующие...

Русский

2013-07-25

106.5 KB

118 чел.

Типовая функциональная схема САР. Классификация САР. Стабилизирующие САР. Программные САР. Следящие САР.

Рисунок 1 –  Типовая функциональная схема САР

ЗУ – задающее устройство – предназначено для формирования задающего воздействия или алгоритма изменения выходной величины.

СУ1 – основное сравнивающее устройство – предназначено для формирования сигнала ошибки рассогласования путем сравнения задающего устройства с сигналом обратной связи.

СУ2 – дополнительное сравнивающее устройство – предназначено для образования местной обратной связи в любом месте системы.

ИУ – исполнительное устройство – предназначено для воздействия непосредственно на объект путем формирования регулирующего или управляющего воздействия.

ЧЭ – чувствительный элемент – предназначен для преобразования регулируемой величины в сигнал обратной связи, удобный для сравнения с заданным воздействием.

ПЭ – преобразовательный элемент – предназначен для преобразования физической природы, форма или уровня сигналов в различных местах схемы.

У – усилитель – предназначен для усиления сигнала ошибки рассогласования.

КУ – корректирующее устройство – предназначено для улучшения качества показателей системы; они могут быть в виде местных обратных связей (КУ1), параллельных подключений (КУ2), последовательных включений (КУ3).

С – сумматор.

Сравнивающее устройство – устройство, в котором сравниваются два одинаковых по физической природе сигнала. Это простейшее устройство, в котором решается такая арифметическая задача:

g(t)-y(t)=∆x

Чувствительный элемент – предназначен для измерения текущего значения регулируемой величины и преобразования этой величины в величину, удобную для сравнения в сравнивающем устройстве.

Задающее устройство – устройство, формирующее сигнал задающего воздействия, удобного для сравнения в СУ.

Т.к. после СУ получаем ошибку рассогласования, то в этом случае это устройство часто называют датчиком ошибки.

Усилитель предназначен для усиления сигнала, однако часто перед усилителем ставится преобразующее устройство, которое преобразует сигнал одной физической природы в другой. После ПУ часто устанавливают корректирующее устройство последовательного действия. Оно предназначено для введения в систему интегралов от ошибки рассогласования, т.е. предназначено для повышения качества процесса регулирования.

В типовой функциональной схеме выделяется так называемая местная обратная связь, которая предназначена для улучшения динамических характеристик регулятора. В типовой функциональной схеме может быть параллельное КУ, которое вводит в систему производные от ошибки рассогласования и предназначено для улучшения качества процесса регулирования.

Классификация САР

Все системы в автоматике делятся на адаптивные и неадаптивные. Адаптивные в свою очередь подразделяются на поисковые (экстремальные) и аналитические (вычислительные). Неадаптивные делятся:

1. по принципу регулирования:

  •  на системы, работающие по возмущению;
  •  на системы, работающие по отклонению;
  •  системы, использующие комбинированные принципы управления;

          2. по характеру задающего воздействия:

  •  системы стабилизации;
  •  программные системы;
  •  следящие системы;

3. по свойствам в установившемся режиме:

  •  статические;
  •  астатические;

4. по типам сигналов, проходящих в системе:

  •  дискретные (цифровые, релейные, импульсные);
  •  непрерывные;

5. по виду уравнения системы:

  •  линейные;
  •  нелинейные.

Стабилизирующие САР

Это такие системы, алгоритм функционирования которых содержит предписание поддерживать регулируемую величину постоянной. Такие системы работают по ошибке и по отклонению. Уравнение стабилизирующей САР:

y=c+kx

k – коэффициент согласования частоты, с – const

Докажем, что САР регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока является стабильной системой

Для данной системы справедливо уравнение:

U=Uз-Uтг

Т.к. w – регулируемая величина, то в соответствии с определением w=const. Докажем, что если Uз=const, то и w=const. Потенциометр выполняет функцию задающего устройства. Если САР спроектировать правильно, то при стабилизации частоты вращения двигателя ∆U=0. Т.о. если найти Uтг, то

U=Uз-Uтг

Uтг=w*Ктг

U=Uз-Ктг*w=0

Uз-Ктг*w=0

w=Uз/Ктг, значит система стабилизирующая.

Программные САР

Это САР, алгоритм которой содержит предписание изменять регулируемую величину в соответствии с заданной последовательностью. В этих системах сигнал задающего действия заранее известная функция по времени или некоторой величины К.

y=F(t) , где F(t) – заданная функция по времени.

Программные САР можно создать из стабилизирующей, если непрерывно изменять задающее воздействие так, чтобы в определенный момент времени сигнал задающего воздействия соответствовал заданному значению регулируемой величины.

Для того, чтобы создать программные системы, в технике используют кулачковые системы управления, рапредвалы, электрические преобразователи. Но наибольшую точность дают функциональные преобразователи дискретного типа.

Сам программный элемент или программное устройство имеет следующую общую схему

ДНП – датчик независимого перемещения

ФП – функциональный преобразователь (профиль кулачка)

ПЭ – преобразовательные элементы

ИЭ – исполнительный элемент (воздействует на орган настройки)

ОН – орган настройки (предназначен для выдачи сигнала задающего воздействия)

Следящие САР

Это системы, алгоритм функционирования которых содержит предписание изменять регулируемую величину по неизвестному заранее закону

у=кх, где к – коэффициент преобразования системы.

По характеру выходного сигнала и в зависимости от физической природы сигнала различают следующие:

  •  системы воспроизведения угла
  •  следящие системы частоты вращения
  •  следящие системы момента нагрузки

При этом следует помнить, что во всех перечисленных случаях входная величина может быть любой, но в технике чаще всего сигнал задающего воздействия g(t) представлен в виде электрической величины или угла поворота.

Следящие САР отличаются от предыдущих тем, что у них часто ЗУ отсутствует, а его роль выполняет человек-оператор, либо отдельное устройство.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

24985. Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. Колебательный контур и превращение энергии при электромагнитных колебаниях. Частота и период колебаний 26 KB
  Электромагнитные колебания это колебания электрических и магнитных полей которые сопровождаются периодическим изменением заряда тока и напряжения. Простейшей системой где могут возникнуть и существовать электромагнитные колебания является колебательный контур. Таким образом в колебательном контуре будут происходить электромагнитные колебания изза превращения энергии электрического поля конденсатора Wэ = = CU2 2 в энергию магнитного поля катушки с током wm = LI2 2 и наоборот.
24986. Электромагнитные волны и их свойства. Принципы радиосвязи и примеры их практического использования 48 KB
  Свойства электромагнитных волн. Английский ученый Джеймс Максвелл на основании изучения экспериментальных работ Фарадея по электричеству высказал гипотезу о существовании в природе особых волн способных распространяться в вакууме. Эти волны Максвелл назвал электромагнитными волнами.
24987. Волновые свойства света. Электромагнитная теория света 38.5 KB
  Электромагнитная теория света План ответа 1. Законы преломления и отражения света. Наиболее наглядно волновые свойства света обнаруживаются в явлениях интерференции и дифракции.
24988. Опыты Резерфорда по рассеянию α-частиц. Ядерная модель атома 23.5 KB
  Ядерная модель атома План ответа 1. Ядерная модель атома. Рассеяние αчастиц Резерфорд объяснил тем что положительный заряд не распределен равномерно в шаре радиусом 1010 м как предполагали ранее а сосредоточен в центральной части атома атомном ядре. Так ведут себя частицы имеющие одинаковый заряд следовательно существует центральная положительно заряженная часть атома в которой сосредоточена значительная масса атома.
24989. Квантовые постулаты Бора. Испускание и поглощение света атомами. Спектральный анализ 24.5 KB
  Спектр излучения или поглощения это набор волн определенных частот которые излучает или поглощает атом данного вещества. Сплошные спектры излучают все вещества находящиеся в твердом или жидком состоянии. Линейчатые спектры излучают все вещества в атомарном состоянии. Как у каждого человека свои личные отпечатки пальцев так и у атома данного вещества свой характерный только ему спектр.
24990. Фотоэффект и его законы. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта и постоянная Планка. Применение фотоэффекта в технике 28.5 KB
  Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта и постоянная Планка. Применение фотоэффекта в технике Плав ответа 1. Законы фотоэффекта. Применение фотоэффекта.
24991. Состав ядра атома. Изотопы. Энергия связи ядра атома. Цепная ядерная реакция, условия ее осуществления. Термоядерные реакции 26 KB
  Энергия связи ядра атома. Состав ядра атома. Энергия связи атомного ядра.
24992. Механическое движение Относительность движения, Система отсчета, Материальная точка, Траектория. Путь и перемещение. Мгновенная скорость. Ускорение. Равномерное и равноускоренное движение 33 KB
  Мгновенная скорость. Скорость векторная физическая величина характеризующая быстроту перемещения тела численно равная отношению перемещения за малый промежуток времени к величине этого промежутка. Промежуток времени считается достаточно малым если скорость в течении этого промежутка не менялась. Измеряют скорость спидометром.
24993. Взаимодействие тел. Сила. Второй закон Ньютона 39 KB
  Сила. Сила. В простейших случаях взаимодействия количественной характеристикой является сила. Сила причина ускорения тел по отношению к инерциальной системе отсчета или их деформации.