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

29 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

72632. Операторы ввода и вывода 23.84 KB
  Опишем процедуру организации ввода-вывода с использованием файлов. В Фортране-90 различают два вида файлов: внешние файлы – это поименованная область во внешней памяти ЭВМ – и внутренние файлы. Файлы Фортрана подразделяются на файлы последовательного и прямого (произвольного) доступа.
72633. Типы данных в МS-Фортране 23.89 KB
  На многих микропроцессорах команды, необходимые для выполнения 16-битовой арифметики, значительно быстрее и короче соответствующих команд для выполнения 32-битовой арифметики. Поэтому, пока Вы не используете метакоманду МS-Фортрана...
72636. ПОДПРОГРАММЫ-ФУНКЦИИ 13.95 KB
  С использованием функции RRMX непосредственно возвращающей значение максимального элемента массива и с помощью функции NUMX возвращающей номер максимального элемента массива. Так в приведенном ниже примере имя функции NUMX типизировано как целое по умолчанию а для функции RRMX необходима явная типизация.
72637. DATA 16.89 KB
  В тех случаях, когда переменные нужно присваивать в начале программы какие-либо значения , которые не должны меняться от одного прогона программы к другому, вместо операторов присваивания можно с большей эффективностью воспользоваться оператором DATA.
72638. Оператор PARAMETER 13.2 KB
  С помощью этого оператора можно любой константе дать символьное имя. Этот неисполняемыми оператор должен находиться перед исполняемыми операторами программы. Часто в разных местах программы употребляются длинные константы, такие как 3.14159265.
72640. ОПЕРАТОРЫ ЦИКЛА 20.64 KB
  Операторы цикла предназначены для многократного выполнения некоторых операторов. Эти операторы называются телом цикла. Различаются операторы цикла с предусловием и с постусловием. Блок-схемы операторов цикла показана на рисунке 1.2.