Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии 


Лабораторная работа № 6. Исследование автоматической системы двухпозиционного регулирования




 

Цель работы: изучить двухпозиционный закон регулирования на примере автоматической системы регулирования температуры и проанализировать влияние параметров системы на качество двухпозиционного регулирования.

Теоретические сведения

Простейшая система двухпозиционного регулирования может быть представлена в виде последовательного соединения позиционного регулятора (ПР) и объекта регулирования (ОР), охваченных отрицательной обратной связью (рисунок 8.1). Основным возмущающим воздействием здесь является нагрузка объекта Z, изменение которой компенсируется регулирующим воздействием X. Выходная величина двухпозиционного регулятора X может принимать только два значения, соответствующие максимальному (Хmax) и минимальному (Хmin) регулирующему воздействию на объект.

Рисунок 8.1 – Структурная схема автоматической системы двухпозиционного регулирования

 

На рисунке 8.2а изображена статическая характеристика идеального двухпозиционного регулятора, мгновенно меняющего свой выходной сигнал X при достижении регулируемой величиной Y заданного значения Yз. Реальный регулятор обладает некоторой зоной нечувствительности sy (рисунок 8.2б), в пределах которой изменение регулируемой величины Y не приводит к изменению регулирующего воздействия X. Другими словами, регулятору необходимо некоторое время для срабатывания, поэтому он начинает вступать в работу с запаздыванием.

а б
Рисунок 8.2 – Статическая характеристика идеального двухпозиционного регулятора (а); статическая характеристика реального двухпозиционного регулятора (б)

 

При Y<Yз идеальный позиционный регулятор вырабатывает регулирующее воздействия Х=Хmax, вызывающее изменение выходной величины Y (рисунок 8.3). При достижении Y величины Yз регулятор должен был бы сработать, однако ввиду наличия зоны нечувствительности sy, изменение регулирующего воздействия от Хmах до Хmin происходит с некоторым запаздыванием, при Y>Yз. Таким образом, при использовании двухпозиционных регуляторов величина Y совершает колебания относительно заданного значения Yз. Такие колебания относительно среднего значения с амплитудой А и периодом Т называются автоколебаниями. Период автоколебаний равен

Т=Тв+То,

где Тв и То − периоды включения (X=Хmax) и отключения (X=Хmin) сигнала регулирующего воздействия соответственно.

Рисунок 8.3 – Изменение выходной величины Y и регулирующего воздействия X при симметричных автоколебаниях

На рисунке 8.3 изображены так называемые симметричные автоколебания (относительно линии Y=Yз) регулируемой величины. На практике чаще приходится сталкиваться с автоколебаниями, форма которых несимметрична относительно линии Y=Yз (рисунок 8.4). При несимметричных автоколебаниях возникает так называемая квазистатическая ошибка регулирования а, равная отклонению среднего значения (оси) автоколебаний от заданного значения регулируемой величины Yз. При Тв<То, а > 0, т.е. среднее значение автоколебаний лежит выше прямой Y=Yз и наоборот. Качество двухпозиционного регулирования характеризуется параметрами возникающих в системе автоколебаний: амплитудой А, частотой колебаний и смещением а среднего значения относительно заданного значения Yз. Эти параметры зависят от времени запаздывания, ёмкости объекта регулирования, его нагрузки Z, величины зоны нечувствительности регулятора sу и пределов изменения регулирующего воздействия DХ= Xmax–Xmin. Чем меньше амплитуда А и смещение оси автоколебаний а, тем выше качество регулирования, при этом частота колебаний не должна быть очень большой.

Рисунок 8.4 – Изменение выходной величины при несимметричных автоколебаниях

 

С увеличением зоны нечувствительности позиционного регулятора sу качество регулирования ухудшается: увеличивается амплитуда А и период колебаний Т в системе. Амплитуда уменьшается с уменьшением величины изменения регулирующего воздействия DХ. Однако здесь необходимо иметь в виду, что величины Хmax и Xmin зависят от нагрузки объекта Z, поэтому большие пределы изменения регулирующего воздействия DХ могут быть установлены только при незначительных колебаниях нагрузки объекта регулирования.



От нагрузки объекта зависит, в основном, величина и знак смещения оси автоколебаний а. При определенной нагрузке Z=Zo для данного объекта а=0. При Z > Zo величина а < 0, а при Z < Zo для данного объекта а > 0. Отклонение нагрузки от Zo в обе стороны приводит к возрастанию периода автоколебаний Т.

Позиционные регуляторы просты по конструкции, надежны в работе, несложные в настройке и обслуживании. Поэтому во всех случаях, когда позиционные регуляторы способны обеспечить требуемое качество регулирования, следует применять именно их. Обычно позиционные регуляторы используют на объектах, обладающих малым запаздыванием, большой емкостью.

 





Рекомендуемые страницы:


Читайте также:



Последнее изменение этой страницы: 2016-03-22; Просмотров: 1121; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2021 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.012 с.) Главная | Обратная связь