Передаточные функции данной АСР.
При положительн. образ. связи передаточн. ф-ция имеет вид:
Для схемы рис.3 принимаем W2(P)=1, тогда передат. функция :
Для АСР рис.4 W2(P)=1 и передат. ф-ция :
70 . Анализ статической точности АСР
В процессе функционирования АСР является важным момент определения статистической погрешности регулируемой величины в установившемся режиме (после окончания переходного процесса).
Решение данной задачи выполняется по следующей методике:
1. Определяется передаточная функция для АСР
2. Определяется значение выходной величины в установившемся режиме ее работы (t→∞). Для этого в ПФ принимаются все значения Р=0 (Р=d/dt). При этом у(0)=ууст.
3. Так как ПФ АСР ее параметры соответствуют относительным единицам при относительном ее величины, то заданное значение регулируемой величины в установившемся режиме равно 1( уз уст=1).
71. Устойчивость АСР
Чтобы АСР могла нормально функционировать, она должна быть устойчивой. Под устойчивостью АСР понимают её способность приходить к установившемуся значениям поле того, как данная система под действием возмущающего воздействия вышла из какого-то исходного устойчивого состояния. Для оценки устойчивости АСР примен. различн. критерии. Из них можно выделить 2 осн.:
1)алгебраич. критерий: Гурвица и Раусса;2)частотн. критерий Найквиста и Михайлова.
Критерий Гурвица. По данному критерию анализ устойч-ти АСР производ. по неравенствам, сост. из коэфф-ов характеристического ур-я АСР. Характеристич. ур-ем наз-сяур-е, в кот. знаменатель передат. ф-ции =0.
Для АСР n-ого порядка характерист. ур-е имеет вид:
Методика оценки уст-ти по критерию Гурвица след.:
- из коэфф. Характеристического ур-яопред-ся табл./матрица Гурвица;из дан. табл. опр-сяn-определителей Гурвица (∆1, ∆2, ∆n).
Для устойчив. АСР дан. определители дб положительными.
Составл. табл. Гурвица. По главн. диагонали табл. выпис. коэфф. характеристич. ур-я от а1 до аn. Строки табл. с нечётн. индексами при коэфф. чередуются, каждая строка содержит n-коэфф. Недостающие коэфф. в строке заполн-ся нулями.
Отчёркивая соотв. строки и столбцы таблицы получаем n-определители Гурвица:
=∆n ∆1=a1;
∆n – опред-ль n-ого порядка. Для устойчив. АСР n-ого порядка все эти определители дб>0, т.к. ∆1>0, ∆2>0, ∆3>0, ∆n>0.
Согласно критерию Гурвица устойчивость АСР оценив-ся по 2-ум усл.:
1)необх. условие. Оно заключ. в положит-сти всех коэф-ов, т.е. а0>0, а1>0 и т.д.
2)достаточное усл. Оно опр-ся отдельно для АСР различных порядков по след. методике.
Для АСР n =2: а0Р2 + а1Р + а2 = 0
Устойчивость – положит-тькоэф-ов данного ур-я, т.е. совпад. необх. и достат. условий.
Для АСР n =3: а0Р3 + а1Р2 + а2P + a3 = 0 (3.5.5)
Для дан. ур-я данной АСР достат. усл-ем устойчив. явл-ся ∆2>0.
∆2=а1∙а2 – а0∙а3>0.
Для АСР n =4: а0Р4 + а1Р3 + а2P2 + a3P + a4 = 0 (3.5.6)
Для устойчив. АСР достаточн. усл-ем явл-ся положит-тьопредел-ля (3.5.3)
∆3=а3(а1а2 – а0а3) – а12а4 >0
Критерий Гурвица примен-ся для оценки устойчив. АСР не выше 5 порядка. Для оценки устойчив. АСР выше 5 порядка прим-ся критерий Раусса.
72. Техническая средства автоматизации. Общие сведения о выборе ТСА.
При выборе приборов СА для конкретного обьекта необходимо учитывать следующие условия:
-назначения ХТП,или обьекта,-условия ОС,-свойства контролируемых сред,-заданная погрешность измерения технологическим нормам, -функции выполняемые приборами автоматизации.
При выборе приборов стремятся к их однотипности,что обеспечивает их взаимозаменяемость,обслуживание,монтаж,наладку.Данная система выбирается с учетом категории производственного помещения,в котором они эксплуатируются и по категории пожаро- и взрывоопастности.
Данные приборы классифицируются на 4 группы:
1)класс А-приборы,где недопустима электрическая энергия.(пневматич,гидравлич),
2)Б-приборы,в которых допускаемое напряжение не выше 1,5В и ток не более 40мА,
3)В-приборы во взрыво- и пожаробезопасном исполнении
4)Г-приборы в нормальном исполнении с напряжением до 200 В.
Выбор приборов систем автоматического контроля:
Первичный преобразователь (датчик) — линия связи — вторичный прибор.
Выбор приборов в АСР выполняется в следующей последовательности:Датчик —вторичный прибор—автоматический регулятор — ИМ(исполнительный механизм)— РО (регулирующий орган)
73. Выбор первичных преобразователей.
Данный выбор производится по след.условиям:
-свойства контролир.среды,
-по диапазону изменен.технологического параметра,
-по заданной погрешности,
-по метрологическим характеристикам(по порогу чувствительности и т.д)
- по виду выходного сигнала
Как правило Д должен соединятся со вторичным прибором,то выходной сигнал Д будет соотв. входному сигналу вторичных приборов.Поэтому Д выбираем с выходным унифицированным токовым сигналом постоянного тока.Величина (0-5) мА;4-20 мА;0-20мА.
74. Выбор вторичных приборов
Выбор данных приборов выполняется по следующим условиям:
-по габаритам,-по классу точности,-по количеству подключенных Д,-по виду шкалы приборов(для шкальных),-по характеру отсчета измерительной величины(цифр.,дискретный, аналоговый),-по исполнению(норм.,искробезопасная,тропическая).
Нежелательно объединять в одном вторичном приборе параметры,которые измеряются в разнотиповых оборудованиях,составляющих технологический процесс.
В настоящее время в качестве вторичных приборов широко применяют микропроцессорные измерители.Они имеют универсальные входы для подключения датчиков различных типов с выходными унифицированными токовыми сигналами, и для подключения Д температуры без преобразователей.
Данные приборы выполняют следующие функции:
1)преобразование измерительной аналоговой величины в соответствующий цифровой код для индикации измеренного значения параметра на соотв. ЖКИ экране.
2) Выполнение сигнализации о выходе контролируемого параметра за заданные пределы или обрыве измерительной цепи.
3) Имеют удобное меню для управления режимами работы прибора с помощью кнопок на канале прибора.
4)имеют цифровой интерфейс RS-232,RS-485для передачи сигнала на ЭВМ.Они изготавливаются в одно,двух,шести-восьми-канальном исполнении. Применяются также микропроцессорные измерители, предназначенные для хранения,накопления и отображения измеряемой информации с выдачей данной информации на собственный монитор,на котором указываются время измерения,величина,и графическая информация.Тип данного прибора МТМ РЭ 160-01(03)
75. Выбор автоматических регуляторов (АР).
Для обоснования выбора АР для конкретного объекта регулирования, необходимо знать динамические свойства данного объекта, которые в основном определяется динамической характеристикой.
Если данных недостаточно или они отсутствуют, то выбор АР выполняется на основании ориентир. данных о свойствах объекта с учетом след. рекомендаций.
Тип регулятора выбирается по значению след. отношения: , где
- время запаздывания в объекте; Т – постоянная времени объекта.
Если , то для данного объекта выбирается регулятор дискретного действия (релейный или позиционный регулятор).
Если , то выбирается регулятор непрерывного действия.
Если , то выбирается импульсный регулятор.
Релейные или 2-х позиционные регуляторы с учетом данных соотношений можно применять для объектов без большого запаздывания , при большой емкости объекта, при постоянной или мало изменяющейся нагрузке.
– I-регуляторы используют для объектов статич., одноемкостн. при малой емкости этих объектов и при пост. или маломеняющейся нагрузке.
– П-регуляторы также применяются для одноемкостн. статич. объектов, допускается статическая погрешность регулирования с небольшим запаздыванием и при небольшой колебательной нагрузке.
– ПИ-регуляторы используют в объектах с любой емкостью с большим запаздыванием и при больших, но медленных колебаниях нагрузки.
– ПИД-регуляторы применяются для объектов с любой емкостью с очень большим запаздыванием при больших и частых колебаниях нагрузки.
В наст. время широко применяются микропроцессорные измерители-регуляторы различных типов. Они имеют универсальные входы (унифицированные токовые сигналы) для подключения различных датчиков. При этом выполняется преобразование сигналов датчиков для индикации измеренного значения на соотв. ЖКИ-экранов (как правило их 2). 1-й связан с измерителем текущего значения, 2-й – задан. знач. Они выполняют след. функции:
1. Регулирование входной величины по различным законам регулирования.