2.2. Лекция по теме_Структурная схема АСР. Структурная схема автоматической системы
 Скачать 311.58 Kb.
|
|
Лекция по теме: Структурная схема автоматической системы регулирования (АСР). Основные элементы схемы. Внешние воздействия и их виды Вопросы, подлежащие изучению: 1. Основные элементы структурной схемы САР 2. Виды внешних воздействий на САР. 3. Виды динамических характеристик САР в зависимости от внешнего воздействия. Автоматическое регулирование это поддержание заданных значений определенных величин (параметров) технологического процесса — температуры, расхода, давления и т.п. или изменение их по определенному закону. Производственная установка, в которой протекает технологический процесс, подлежащий регулированию, называется объектом регулирования. Совокупность объекта с автоматическим регулятором составляет сложную динамическую замкнутую систему объект — регулятор, называемую автоматической системой регулирования (АСР). Схематично АСР изображена на рис. 2.1. Регулируемая величина у (температура, расход, давление и т.п.) измеряется соответствующим прибором — чувствительным элементом (или датчиком), который преобразует значение измеряемой величины в электрический или пневматический сигнал в зависимости от типа применяемого регулятора. Рисунок 2.1. Блок-схема системы автоматического регулирования На рис. 2.1 каждое звено системы изображено квадратом. Автоматический регулятор показан в виде пунктирной линии, охватывающей несколько элементов. Сигнал от чувствительного элемента (датчика) 1 поступает в элемент сравнения 2, в котором измеренная величина сравнивается с заданным для нее значением. Это значение может изменяться специальным устройством — задатчиком (Зд). Разность между требуемым и фактическим значением регулируемой величины называется рассогласованием. Таким образом, вырабатываемое элементом сравнения рассогласование поступает в управляющий блок 3, в котором формируется управляющее воздействие. Управляющее воздействие поступает, на вход исполнительного механизма 4, который управляет работой регулирующего органа 5. Последний изменяет значение регулирующей величины х, приводя к нулю имеющееся рассогласование. Воздействие автоматического регулятора на объект приводит к уменьшению рассогласования до тех пор, пока регулируемая величина у не придет к заданному значению. Всякая АСР может быть схематично изображена в виде замкнутой цепи связанных между собой элементов, как это показано на рис. 2.1. Замкнутая цепь воздействий является характерной особенностью систем автоматического регулирования. Изменение значений регулируемой величины в объекте 6 происходит от действующих на объект возмущающих воздействии z. Возмущающими воздействиями (или возмущениями) z называются всякие изменения нерегулируемых величин технологического процесса, которые оказывают влияние на регулируемую величину. Основными возмущениями являются случайные колебания различных химических или физических свойств потоков входящих в объект. Если бы не возникали возмущения как вне системы регулирования, так и внутри ее самой, то отпала бы необходимость в автоматическом регулировании и регуляторах. Динамические характеристики. Виды внешних воздействий Переход системы от одного установившегося режима к другому при каких- либо входных воздействиях называется переходным процессом. Переходные процессы могут изображаться графически в виде кривой y(t). Рисунок 2.2. Пример переходного процесса Например, процесс нагрева сушильного шкафа до установившегося значения может иметь вид, представленный на рисунке 1.12. То есть, переходный процесс характеризует динамические свойства системы, ее поведение. Поскольку входные воздействия могут изменяться во времени, то и переходные характеристики будут каждый раз разные. Для простоты анализа систем входные воздействия приводят к одному из типовых видов (см. рис. 2.3). Рисунок 2.3 Виды внешних воздействий В зависимости от вида входного воздействия функция у(t) может иметь разное обозначение: Переходной характеристикой h(t) называется реакция объекта на единичное ступенчатое воздействие при нулевых начальных условиях, т.е. при х(0) = 0 и у(0) = 0. Импульсной характеристикой (t) -функцию при нулевых начальных условиях, , называется реакция объекта на импульсное воздействие. При подаче на вход объекта синусоидального сигнала на выходе, как правило, в установившемся режиме получается также синусоидальный сигнал, но с другой амплитудой и фазой: y = A вых ), где A *t + *sin( вых - фаза. - частота сигнала, - амплитуда. Частотной характеристикой (ЧХ, АФХ и др.) называется зависимость амплитуды и фазы выходного сигнала системы в установившемся режиме при приложении на входе гармонического воздействия. |