50822

Экспериментальное определение характеристик объекта регулирования, выбор закона регулирования и расчет параметров настроек регулятора

Лабораторная работа

Физика

Изучить инженерный метод выбора закона регулирования и расчета параметров настроек регуляторов непрерывного действия. Характеристики объектов регулирования Большинство промышленных объектов можно представить в виде элементов которые являются аккумуляторами вещества или энергии. Динамические и статические свойства объекта регулирования описываются дифференциальными уравнениями.

Русский

2014-01-31

804 KB

28 чел.

Лабораторная работа №3

Экспериментальное определение характеристик объекта регулирования, выбор закона регулирования и расчет параметров настроек регулятора

Цель работы:

1. Изучить методику экспериментального получения приближенного математического описания многоемкостных объектов.

2. Изучить инженерный метод выбора закона регулирования и расчета параметров настроек регуляторов непрерывного действия.

Краткие сведения, необходимые для выполнения работы

1. Характеристики объектов регулирования

Большинство промышленных объектов можно представить, в виде элементов, которые являются аккумуляторами вещества или энергии. Многоемкостный объект состоит из нескольких таких аккумуляторов.

Динамические и статические свойства объекта регулирования описываются дифференциальными уравнениями. Для многоемкостных объектов эти уравнения имеют высокий порядок.

При решении большинства технических задач сложный многоемкостный объект обычно представляют одним или двумя типовыми динамическими звеньями, которые имеют приблизительно такой же переходный процесс при подаче на вход такого же возмущающего воздействия. Одним из видов такого воздействия является скачкообразное (ступенчатое) изменение входного сигнала. В зависимости от реакции на такой входной сигнал большинство объектов можно разделить на два вида:

- объекты с самовыравниванием (статические), у которых регулируемая величина после окончания переходного процесса переходит к новому установившемуся значению (теплообменные аппараты, помещения, двигатели внутреннего сгорания (ДВС) и газотурбинные двигатели (ГТД) как объекты регулирования частоты вращения на больших частотах вращения);

- объекты без самовыравнивания (астатические), когда после изменения входного воздействия стабилизируется только скорость изменения регулируемой величины (емкость с жидкостью как объект регулирования уровня, если приток и сток не зависят от уровня, ДВС и ГТД как объекты регулирования частоты вращения на малых частотах вращения и др.).

Статический объект можно представить апериодические звеном первого порядка с последовательно включенным звеном чистого запаздывания (рис.12). Уравнения такого объекта в абсолютных отклонениях переменных в общем случае будет иметь вид

где  - регулируемая величина;  - управляющее воздействие;  - возмущающее воздействие;  - время запаздывания; T - постоянная времени;  , – коэффициенты передачи по управляющему и возмущающему воздействиям.

В лабораторной установке в объект регулирования входят электромашинный усилитель (ЭМУ) и двигатель (Д) постоянного тока. Регулируемой величиной  является абсолютное отклонение частоты вращения Δn, управляющим воздействием  - изменение напряжения на входе ЭМУ - ΔU, возмущающим воздействием  - изменение нагрузки на валу двигателя ΔN, необходимой для вращения генератора.

Уравнение (1) объекта регулирования в этом случае примет вид

2. Регуляторы и их законы регулирования

В промышленных замкнутых системах регулирования используют регуляторы непрерывного, импульсного и релейного действия.

В регуляторах непрерывного действия между выходными и входными величинами существует непрерывная функциональная связь, называемая законом (алгоритмом) регулирования. Таким образом, характер работы регулятора определяется законом регулирования, т.е. уравнением, по которому он вводит в объект, регулирующее воздействие . Работа регулятора при данном законе зависит от значений постоянных коэффициентов, входящих в уравнение и называемых параметрами настройки регулятора. Конструкция промышленного регулятора позволяет изменять настройки в широких пределах.

Регуляторы непрерывного действия, которые получили наибольшее распространение, подразделяют в соответствии с законами регулирования:

- регуляторы пропорционального действия (П-регуляторы), либо статические, выходная величина у которых соответственно в общем виде и применительно к системе лабораторной установки связана с входной по закону

- регуляторы интегрального действия (И-регуляторы), или астатические, действуют по закону

- регуляторы пропорционально-интегрального действия (ПИ-регуляторы) , или изодромные, совмещают оба рассмотренных выше закона регулирования:

- регуляторы пропорционально-интегрально-дифференциального действия (ПИД-регуляторы), или изодромные с предварением, имеют закон

Если в законе регулирования имеется И-составляющая, то система является астатической.

В уравнениях (3)-(6) ,,  – коэффициенты передачи, называемые параметрами настройки.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

24737. Перечислить и дать характеристику основным причинам сложности программного обеспечения. Общие признаки любой сложной системы; приемы борьбы со сложностью ПО 328 KB
  Модульность это представление системы в виде совокупности обособленных сегментов связь между которыми обеспечивается посредством связей между классами определяемыми в этих сегментах. Ещё бывает динамический полиморфизм при котором реализация функциичлена класса выбирается в зависимости от фактического типа указателя на объект через который она вызывается. Общее понятие класса языка С. Синтаксис описания класса.
24738. Теория языков программирования и методы трансляции 233.96 KB
  Если синтаксический анализ предназначен для распознавания и проверки правильности различных конструкций языка с точки зрения их синтаксиса структуры то семантический анализ предназначен для контроля этих конструкций с точки зрения их смыслового содержания. Фаза генерации кода предназначена для перевода промежуточной программы на машинный язык мы будем предполагать коды Ассемблера. Языки...
24739. Системы искусственного интеллекта. Модель логики предикатов первого порядка 418.5 KB
  Задаваемые при описании формальной системы правила вывода называют также правилами вывода заключений т. Различают два типа правил вывода. Правила вывода. Правила вывода устанавливают отношения на множестве формул исчисления высказываний.
24740. Линейные списки – стеки, очереди, деки. Набор процедур для работы со связанным стеком, очередью 1.08 MB
  Способы обхода бинарного дерева. Древовидная структура – это конечное множество содержащее один или более узлов n такое что: 1 имеется один специально обозначенный узел называемый корнем данного дерева. Линия связи между парой узлов дерева называется обычно ветвью. Те узлы которые не ссылаются ни на какие другие узлы дерева называются листьями или терминальными вершинами рис.
24741. English Speaking Countries 17.49 KB
  The Commonwealth of Australia territories are the continent of Australia the island of Tasmania and number of smaller islands. Australia has an area of nearly eight million square kilometres. The population of Australia is over sixteen million people.
24742. Outstanding people of Russia Federation 16.41 KB
  The names of Russian scientists and writers poets composers and painters are worldfamous Pushkin Lermontov Chehov Levitan. It is almost impossible to name a branch of science in the development of which the Russian scientists haven't played the greatest role. Works of our Russian writes and poets are translated into many languages.
24743. Службы разрешения имен DNS и WINS 15.76 KB
  Для решения этой проблемы Windows XP и Windows Server 2003 обеспечивают возможность сопоставления разрешения IPадреса с именем компьютера. В состав Windows XP и Windows Server 2003 входят также две службы обеспечивающие централизованное хранение информации о соответствии имен компьютеров IPадресам и обслуживание запросов на поиск такого соответствия: служба WINS Windows Internet Name Service обеспечивающая управление именами NetBIOS. Эта служба включена для поддержки клиентских компьютеров управляемых версиями Windows 9x Me NT; ...
24744. Сетевая технология 23.5 KB
  Принципиально эти решения можно разделить на три группы: передача разных типов трафика по отдельным физическим линиям создание двух независимых сетевых инфраструктур; передача различных типов трафика по одной линии; преобразование одного вида трафика в другой с последующей транспортировкой и коммутацией.