1.3 Sisteme de control static și astatic.
Sistemele de control automate sunt de obicei împărțite în statică și astatică, în funcție de faptul dacă au sau nu au o abatere sau o eroare la starea de echilibru sub impactul care satisface anumite condiții.
Sistemul de control este numit static cu privire la efectele perturbatoare în cazul în care în urma expunerii tinde cu timpul într-o anumită abatere de control valoare constanta la starea de echilibru, tinde, de asemenea, la o valoare constantă, în funcție de amploarea impactului.
Sistemul de control se numește astatic spre efecte perturbatori în cazul în care în urma expunerii tinde cu timpul într-o anumită abatere de control valoare constantă la starea de echilibru la zero, indiferent de amploarea impactului.
Fig. 1.9 Procese tranzitorii în ACS static (1) și astatic (2).
Într-un sistem de control static, o caracteristică statică este reprezentată întotdeauna de o linie înclinată (Fig.1.10, a).
Fig. 1.10 Caracteristici statice ale static (a) și astatic (b) ACS
- influență de intrare - parametru reglabil de ieșire
Sistemul de control se numește static în raport cu variabila manipulată, în cazul în care sub acțiunea, tinzând în timp, într-o anumită valoare constantă la starea de echilibru, eroarea tinde, de asemenea, la o valoare constantă, în funcție de amploarea impactului. Sistemul de control este numit un raport astatic la acțiunea de control, dacă este expus, tinzând în timp, într-o anumită valoare constantă la starea de echilibru, eroarea tinde la zero, indiferent de amploarea impactului.
Pentru sistemele de comandă astatică, caracteristica statică este întotdeauna reprezentată de o linie dreaptă paralelă cu axa abscisă (Figura 1.10, b).
Trebuie subliniat faptul că același sistem de control poate fi astatic cu privire la, de exemplu, un efect perturbativ și static cu privire la acțiunea de control și invers. Aceasta, în special, este un sistem automat de control al presiunii de aburi proaspăt la ieșirea din cazan.
1.4 Principiile de reglementare automată.
Influența influențelor perturbatoare asupra cantității reglate poate fi compensată fie prin reglarea prin perturbații, fie prin reglarea abaterii cantității reglementate de valoarea sa stabilită. (Figura 1.11)
Fig. 1.11 Schema de implementare a principiilor controlului automat.
P-regulator, OP-obiect de reglementare.
În primul caz, activitatea de parteneriat ACP se bazează pe controlul perturbațiilor. In aceste sisteme, impactul organelor de ajustare OP efectuate cu aproape nici o întârziere în raport cu momentul apariției tulburării, și anume chiar înainte ca valoarea cantității reglementate să fi fost modificată semnificativ. În acest sens este demnitatea sistemelor. Dezavantajul acestui sistem este că fluctuațiile de sarcină (perturbatii aleatorii) și inexactitățile inevitabile în sistemul de control va provoca o eroare de control, cu acumulare de timp și de multe ori dincolo de limitele.
Atunci când ACP privind deformarea parametrului de control este aproape exclus posibilitatea de a regulatorului de răspuns nejustificate. Dezavantajul acestor RSAs că un efect de reglare asupra obiectului de control va fi doar acumularea de deviere a cantității reglementate și, prin urmare, va fi întârziată în ceea ce privește evenimentul perturbare. Combinând avantajele deficiențe în aceste sisteme, eventual combinate ACP, în care expunerea este realizată pe un controler în perturbației (sau multiple perturbațiilor) și controlate deviere variabilă de la punctul de setare. Un exemplu de astfel de sistem este alimentarea ACP a cazanului cu tambur.
Cerințe pentru BAC:
la marja de stabilitate (deși procesele de reglementare trebuie să fie convergente);
la precizia statică (valoarea erorii admise de reglare în modul de echilibru);
la calitatea procesului tranzitoriu (procesele trebuie să fie nu numai convergente, dar și rapid decăzute);
la precizia dinamică - la magnitudinea erorilor (abaterilor) în procesul tranzitoriu în prezența unor influențe care se schimbă continuu.
CAPITOLUL 2. Caracteristicile dinamice ale obiectelor reglementate
Alegerea compoziției elementare a sistemului de reglementare, legile reglementării, asigurarea calității necesare a procesului de reglementare este în mare parte determinată de proprietățile dinamice ale elementelor ACP și, în primul rând, de obiectul de reglementare. Pentru a determina proprietățile dinamice ale OP, caracteristicile sale dinamice sunt utilizate, incluzând: caracteristicile de accelerare, caracteristicile de impuls, caracteristicile de frecvență.
Caracteristicile dinamice, ca regulă, sunt determinate experimental. Dacă este imposibil să se obțină o caracteristică experimentală, folosiți metoda de modelare matematică a ACS, descriind comportamentul acesteia prin ecuații diferențiale.
2.1 Caracteristicile de overclockare ale obiectelor de reglementare.
Caracteristica de accelerare sau de tranziție este dependența modificării cantității reglate de ieșire în timpul yvy (t). Pentru a obține caracteristica de accelerare a OP, o acțiune pas cu pas poate fi aplicată obiectului de comandă sau regulatorului.
Caracteristicile de overclockare sunt eliminate în timpul testării sau ajustării în cazurile în care este posibil să se aplice semnificativ în mărime și durată în timp efecte suficiente pentru a termina procesul tranzitoriu, adică stabilizat parametrul reglabil, în legătură cu care se obține caracteristica de overclockare sau viteza schimbării sale stabilizată.
Metoda de obținere a caracteristicilor accelerației este redusă la următoarele condiții de bază:
- înainte de aplicarea efectului, modul de operare OP este stabilizat de parametrul reglabil, în privința căruia caracteristica de accelerație este îndepărtată;
- se deschide feedback-ul principal dintre OP și regulatorul care reglează parametrul pe care este îndepărtat caracteristica de accelerație;
- Amploarea impactului este determinată pe baza capacității de producție a unei perturbări prelungite a modului de operare OP.
Este necesar ca efectul să depășească în mod semnificativ magnitudinea perturbațiilor aleatorii care pot apărea în timpul experimentului (de obicei impactul este de cel puțin 10% din maximul posibil). Efectele sunt aplicate cu cea mai mare viteză posibilă, apropiindu-se de cea în trepte. În timpul experimentului este necesar să se asigure că celelalte tipuri de perturbații sunt absente sau, în orice caz, mici în comparație cu cele aplicate. Având în vedere faptul că obiectele reglabile complexe au proprietăți dinamice diferite pentru diferite tipuri de acțiuni, caracteristicile de accelerare sunt eliminate sub acțiunea controlului și deranjante. sau efectul organului de reglare atașat actuatorului. Experimentul trebuie repetat cel puțin de două ori cu efectele aceluiași semn (direcția) și apoi direcția (semnul) este schimbată. Caracteristica de overclocking va fi considerată obținută cu o potrivire satisfăcătoare a rezultatelor. Pentru OP-urile neliniare, experimentul se efectuează la mai multe sarcini OP, de obicei trei, diferite.
Caracteristica de overclockare a unui singur obiect de reglare a eșantioanelor cu auto-nivelare. Abilitatea obiectului de control să vină după ce îl afectează într-o stare stabilă nouă se numește proprietatea de auto-aliniere a OP.
În EP-ul de auto-aliniere, fiecare poziție a organului de reglare sau valoarea de încărcare (efect deranjant) corespunde valorii sale la starea de echilibru a parametrului controlat, în funcție de amploarea efectului.
Caracteristicile de overclockare sunt prezentate în Fig. 2.1.
Fig. 2.1. Caracteristicile de overclockare.
a) cu efect excentric. b) cu efect de control.
Particularitatea RV-urilor unice este aceea că rata de schimbare a yv este maximă de la momentul aplicării impactului. Parametrii caracteristicilor accelerației, conform cărora se evaluează proprietățile dinamice ale OP (Fig.2.2):
O astfel de timp de accelerare pentru OR-timp, pe parcursul căreia modificările variabile controlate din valoarea sa inițială la momentul t0 timp până la o valoare predeterminată care corespunde valorii expunerii la o viteză maximă constantă care corespunde dezechilibrului maxim.
Pentru a determina Ta, trageți o tangență la curba de accelerație din punctul t = 0. Tangenta taie segmentul pe axa timpului, când tangenta traverseaza si valoarea setata a valorii controlate este determinata de magnitudinea efectului. Practica de primire și caracteristici de accelerare de procesare arată că un odnoemkostnyh sau accelerarea timpului autonivelanți Ta corespunde timpului scurs din momentul apariției perturbației până când atinge valoarea reglementată o valoare egală cu valoarea potențială a 0.633.
Fig. 2.2. Procesarea caracteristicii de accelerare.
Inversa timpului de accelerație se numește rata de accelerare a OP.
Pentru OR-urile autonivelante, se introduce noțiunea de grad sau coeficient de autoreglementare (autoreglementare), legând rata de aplicare a PO la rata de schimbare a parametrului controlat,
, în incrementările finale.
Semnul (-) indică faptul că auto-alinierea are loc atunci când abaterea parametrului determină o scădere a cauzei abaterii. Inversa factorului de auto-aliniere se numește factorul de transmisie sau câștig pentru OP. Câștigul este determinat pentru starea de echilibru a OP, atunci când valoarea y finală trebuie să fie diferită de y setată cu nu mai mult de 5%.
Raportul timpului de accelerație Ta la coeficientul de auto-nivelare dă pentru OP o constantă dinamică de timp OP "T".
T- ia în considerare proprietățile dinamice și statice ale OP, spre deosebire de Ta.
Timpul pentru a ajunge la valoarea finală a cantității reglate este numit timpul tranzitoriu Tnp, pentru calcule practice. Exemple de OP-uri unice: rotorul unui turbo-agregator care funcționează pe o sarcină dedicată, un container cu apă, gaz la parametrii de mediu standard. Tamburul cazanului, dacă este considerat un OP pentru presiunea aburului.
Caracteristicile de overclockare ale unui obiect de control cu un singur eșantion fără auto-nivelare (Figura 2.3).
a) cu efect deranjant
b) în cadrul acțiunii de control
Fig. 2.3. Caracteristicile de overclockare ale OP-ului unic, fără auto-nivelare.
OR fără auto-aliniere este denumit astatic OR. Parametrii principali care caracterizează proprietățile dinamice ale OP fără auto-nivelare. Timpul de accelerație este determinat de valoarea segmentului pe axa de timp, cu condiția ca valoarea efectului de intrare să fie atinsă sau. Viteza de accelerație, valoarea sa depinde de unghiul de înclinare a caracteristicilor accelerației față de axa temporală. , cu sau, cu. Timpul de accelerație este egal cu Ta = constanta dinamică OP T, iar coeficientul de transmisie sau câștig al OP va fi K = 1.
Obiecte instabile sau obiecte cu auto-aliniere negativă. Pentru numărul celor instabile, OP este atribuit, pentru care, chiar și cu perturbația cea mai nesemnificativă, abaterea parametrului continuă nelimitat și cu o rată tot mai mare. Un exemplu de obiect reglabil, care în unele moduri are o auto-nivelare negativă, poate fi o moară cu tambur cu bilă (MBM) ca tambur de încărcare a tamburului. Caracteristica de accelerare a SHBM este prezentată în Fig. 2.4 cu o schimbare de pas în poziția regulatorului de alimentare cu combustibil m. La încărcăturile sub normal, moara are o auto-nivelare pozitivă, adică este un obiect stabil. Cu o sarcină nominală, auto-nivelarea morii este zero și reprezintă un obiect astatic în acest mod. În cele din urmă, moara supraîncărcată devine un obiect instabil, datorită faptului că producția moară (ieșirea prafului B2) scade odată cu creșterea încărcăturii sale de combustibil (G). Dacă în regimul în care SHBM se află la limita de stabilitate, starea de echilibru a morii este perturbată prin creșterea cantității de combustibil B1. atunci creșterea rezultată a sarcinii determină, la rândul ei, o scădere a emisiei de praf B2.
Fig. 2.4. Specificarea overclockării SSB
Dezechilibrul dintre alimentarea cu combustibil B1 și emisia de praf B2 crește continuu și determină o creștere suplimentară a sarcinii G la o rată tot mai mare. Dacă livrarea nu este redusă în timp, moara va deveni rapid copleșită de combustibil.
Pentru a determina dacă obiectul este stabil sau nu este stabil, este suficient să știm cum deviația parametrului afectează fluxul și consumul de materie sau energie din obiectul din ACS. Dacă creșterea parametrului determină o reducere a dezechilibrului, atunci obiectul are o auto-nivelare pozitivă. Pentru un obiect neutru astatic sau așa numit, o modificare a parametrului nu are niciun efect asupra afluxului de materie sau energie. În cele din urmă, dacă dezechilibrul crește odată cu creșterea parametrului, atunci obiectul este instabil.
Supraclockarea caracteristicilor obiectelor multi-capacitive de reglementare. Atunci când se automatizează procesele termice în centralele electrice, este necesar să se întâlnească, de regulă, cu obiecte mai complexe care conțin două, trei sau mai multe rezervoare. Astfel de obiecte multi-capace reprezintă un lanț de legături consecutive unic-nucleate. Un exemplu de obiect cu două capacitive este schimbătorul de căldură cu încălzitor cu bobină, ca obiect de control al temperaturii. Acest obiect constă din două legături consecutive conectate. Prima legătură este bobinele de încălzire, iar a doua este schimbătorul de căldură propriu-zis. Când temperatura este reglată, proprietățile dinamice ale primei legături sunt determinate de capacitatea termică a bobinelor, iar proprietățile celei de a doua legături sunt determinate de capacitatea termică a substanței încălzite. Obiectele cu mai multe corpuri, precum și obiectele unice, pot avea proprietăți autonivelante sau pot fi astatice. Dacă cel puțin o legătură nu are o auto-aliniere într-un lanț de legături succesiv conectate, atunci întregul obiect ca întreg este de asemenea astatic.
Fig. 2.5. Caracteristicile de overclockare ale OP-urilor multi-capacitive
a) un obiect astatic b) un obiect static (cu auto-aliniere).
O caracteristică caracteristică a proprietăților dinamice ale obiectelor multi-capacitive este că, după aplicarea acțiunii, nu există o schimbare apreciabilă a parametrului controlat (Figura 2.5). Dacă rata inițială de schimbare a parametrului este cea mai mare din obiectele cu mai multe eșantioane, atunci rata de deviere a cantității reglementate după expunere începe să crească treptat de la zero și atinge valoarea sa maximă numai după o anumită perioadă de timp. Prin urmare, în obiectele multi-capacitive, în comparație cu obiectele capacitive unice, abaterea parametrilor la ieșirea OP, cu alte condiții identice, rămâne în urmă în timp. Această întârziere, cauzată de prezența mai multor rezervoare, se numește o întârziere tranzitorie sau capacitivă. Valoarea sa este determinată de un segment care taie pe axa timpului tangenta trasată la curba de accelerație din punct, (A) unde rata de schimbare a parametrului atinge valoarea maximă. În obiectele cu auto-aliniere, acest punct este un punct de inflexiune, o caracteristică statică, în obiectele tangente astatice este continuarea părții rectilinii a caracteristicilor.
Întârzierea tranzitorie este cea mai mare, cu atât este mai mare numărul de condensatoare de serie din obiect și cu atât sunt mai mari valorile capacităților individuale. Pentru unele obiecte complexe, modificarea parametrului poate să rămână în urmă în timp și nu numai din cauza decalajului tranzitoriu. În acest caz, impactul exterior afectează starea obiectului nu imediat, dar după un timp, necesar pentru a transfera impactul asupra obiectului.
Fig. 2.6. Caracteristica de overclockare a OP cu întârziere de transport.
De exemplu, după creșterea numărului de rotații ale alimentatoarelor de praf, va trece un anumit timp până când o cantitate mai mare de combustibil trece prin liniile de praf în camera de ardere, ceea ce va afecta modul de funcționare al cazanului. În acest timp, parametrul nu se modifică deloc. Intervalul de timp dintre începutul mișcării organului de reglare și momentul în care acțiunea acestuia începe să afecteze obiectul reglementat se numește întârzierea transferului (transportului sau curățării). Defectul net și întârzierea tranzitorie sunt, în total, întârzierea totală a obiectului:
Articole similare
-
Legea din sistemul de reglementare socială este teoria statului și a legii (Alekseyev
-
Ecuația și funcțiile de transfer ale elementelor sistemelor liniare de comandă automată
Trimiteți-le prietenilor: