Принцип работы и элементы системы автоматического регулирования(САР)

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

В случае системы автоматического регулирования наблюдение и регулирование производится автоматически при помощи заранее настроенных приборов. Аппаратура способна выполнять все действия быстрее и точнее, чем в случае ручного регулирования.

Действие системы может быть разделено на две части: система определяет изменение значения переменной процесса и затем производит корректирующее воздействие, вынуждающее переменную процесса вернуться к заданному значению.

Система автоматического регулирования содержит четыре основных элемента: первичный элемент, измерительный элемент, регулирующий элемент и конечный элемент.

Рис. Элементы системы автоматического регулирования.

Первичный элемент воспринимает величину переменной процесса и превращает его в физическую величину, которое передается в измерительный элемент. Измерительный элемент преобразовывает физическое изменение, произведенное первичным элементом, в сигнал, представляющий величину переменной процесса.

Выходной сигнал от измерительного элемента посылается к регулирующему элементу. Регулирующий элемент сравнивает сигнал от измерительного элемента с опорным сигналом, который представляет собой заданное значение и вычисляет разницу между этими двумя сигналами. Затем регулирующий элемент производит корректирующий сигнал, который представляет собой разницу между действительной величиной переменной процесса и ее заданным значением.

Выходной сигнал от регулирующего элемента посылается к конечному элементу регулирования. Конечный элемент регулирования преобразовывает получаемый им сигнал в корректирующее воздействие, которое вынуждает переменную процесса возвратиться к заданному значению.

В дополнение к четырем основным элементам, системы регулирования процессами могут иметь вспомогательное оборудование, которое обеспечивает информацией о величине переменной процесса. Это оборудование может включать такие приборы как самописцы, измерители и устройства сигнализации.

Статической характеристикой элемента называется зависимость его выходной величины Уот входной Хв равновесных состояниях, т.е. У = f(X).

Большинство реальных элементов САР, в большей или меньшей степени нелинейны. Расчет же САР, содержащих нелинейныеэлементы, сложен. Поэтому при инженерных методах анализа и расчета применяют линеаризацию уравнений: нелинейные уравнения заменяют приближенными линейными, решать которые значительно проще. При этом, однако, следует иметь в виду, что линеаризацию статической характеристики можно производить не на всем диапазоне значений входных и выходных величин, а на небольшом участке в окрестности точки, соответствующей равновесному состоянию. Под равновесным состоянием понимается состояние системы, при котором значения всех входных и выходных величин неизменны, а регулируемый параметр в объекте равен заданному значению.

Нелинейную статическую характеристику можно линеаризовать, например, по методу малых отклонений. Для этого функцию разлагают в ряд Тейлора в окрестности точки, соответствующий нормальному (заданному) режиму работы системы, в данном случае это точка А с координатами х0, у0.

Так как САР являются динамическими системами, знания одних только статических свойств элементов САР (оцениваемых статическими характеристиками) недостаточно. Необходимо знать динамические свойства элементов САР, оцениваемые динамическими характеристиками.

Динамической характеристикойэлемента называют функцию y(t) - изменение во времени выходной величины у при скачкообразном изменении входа х(так называемый переходный режим).

Динамические свойства элементов могут быть представлены дифференциальными уравнениями, с помощью которых описываются переходные процессы в элементах. Поэтому задача определения динамической характеристики того или иного технического устройства сводится к составлению его дифференциального уравнения на основании знания принципа действия и физических законов, положенных в основу работы элемента. Динамическую характеристику элемента можно представить графически в виде кривой, построенной в результате решения дифференциального уравнения, при скачкообразном изменении входной величины. При сравнении динамических свойств различных элементов целесообразно рассматривать их реакции на определенное типовое входное воздействие. В качестве такого типового воздействия берут скачкообразное изменение входной величины. Реакцию элемента на скачкообразное изменение входной величины называют временной характеристикой. Уравнение временной характеристики может быть получено в результате решения дифференциального уравнения при входном скачкообразном воздействии. По найденному выражению может быть построен график временной характеристики.

Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 324; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!