Содержание
- 2. Основные понятия и определения Под автоматизацией понимается применение технических средств и информационных технологий, освобождающих человека частично
- 3. Основные понятия и определения Машины, аппараты или агрегаты, в которых выполняют регулирование, называют объектами регулирования, а
- 4. Основные понятия и определения ТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА СХЕМА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
- 5. Структура системы управления Структурная схема АСР, изображенная на рисунке, представляет регулятор расчлененным на функциональные элементы.
- 6. Структура системы управления Датчик воспринимает текущее значение регулируемого параметра y и преобразует его в сигнал измерительной
- 7. Структура системы управления Под действием этого сигнала исполнительный механизм перемещает регулирующий орган. Кроме регулирующего воздействия, на
- 8. Функции систем управления Системы управления могут быть предназначены для выполнения функций: автоматического контроля; автоматической сигнализации; автоматической
- 9. y(τ) - текущее значение регулируемого параметра; y0 - заданное значение регулируемого параметра; Δy(τ) – рассогласование или
- 10. Цель автоматического регулирования − сведение к минимуму отклонения регулируемого параметра от заданного значения Δy(τ) → min,
- 11. Контур АСР – траектория, определяющая последовательность обработки информации в АСР; может быть замкнутым и разомкнутым.
- 12. В зависимости от задачи регулирования АСР подразделяют на: стабилизирующие y0 = const ; программного регулирования y0
- 13. Принципы автоматического регулирования В основе работы системы автоматического регулирования могут быть заложены следующие принципы: регулирование по
- 14. Принципы автоматического регулирования Регулирование по отклонению реализует принцип обратной связи (Ползунова-Уатта) Ползуновым И.И. в 1765 г.
- 15. Принципы автоматического регулирования Английский механик Д. Уатт в 1784 г. получил патент на центробежный регулятор скорости
- 16. Принципы автоматического регулирования Это был первый в истории техники автоматический регулятор промышленного назначения, реализующий принцип регулирования
- 17. Регулирование по отклонению Регулятор непрерывно контролирует текущее значение регулируемого параметра y(τ), оценивает рассогласование Δy(τ) и по
- 18. Регулирование по возмущению В 1830 г. Понселе предложил построить регулятор, действующий по возмущению. Принцип Понселе (принцип
- 19. Регулирование по возмущению Условие применения: Применяется в тех случаях, когда из всех действующих на объект возмущений
- 20. Регулирование по возмущению Контур АСР «по возмущению»: ОР – объект регулирования, АР – автоматический регулятор, fгл
- 21. Регулирование по возмущению Принцип регулирования по возмущению заключается в том, что автоматический регулятор контролирует не регулируемый
- 22. Регулирование по возмущению Контур АСР «по возмущению»: ОР – объект регулирования, АР – автоматический регулятор, fгл
- 23. Достоинства и недостатки принципов регулирования Преимущество принципа «по возмущению» в том, что регулятор начинает действовать на
- 24. Достоинства и недостатки принципов регулирования Недостаток принципа «по возмущению» – если на объект подействует другое возмущение
- 25. Комбинированный принцип регулирования Третий принцип – комбинированный − объединяет первые два, при этом в качестве основной
- 26. Структурная схема комбинированной АСР Схема такой АСР содержит два контура: замкнутый (по отклонению) и разомкнутый (по
- 27. Показатели качества регулирования Эффективность работы АСР характеризуется показателями качества регулирования. Существуют прямые и косвенные методы оценки
- 28. Показатели качества регулирования Переходный процесс регулирования – динамический процесс в АСР, вызванный каким-либо возмущающим воздействием на
- 29. Прямые показатели качества регулирования Переходная функция представляет собой реакцию системы на единичное ступенчатое возмущающее воздействие .
- 30. Прямые показатели качества регулирования До момента времени система находилась в состоянии покоя, и регулируемый параметр имел
- 31. Прямые показатели качества регулирования − максимальное динамическое отклонение - амплитуда первой полуволны отклонения, следующей непосредственно за
- 32. Прямые показатели качества регулирования Динамический коэффициент регулирования RД представляет собой отношение максимального динамического отклонения Δy1 к
- 33. Прямые показатели качества регулирования Показатель «перерегулирование» связан с возможным отклонением регулируемого параметра под воздействием регулятора в
- 34. Прямые показатели качества регулирования Переходный процесс, при котором = 0%, называется апериодическим.
- 35. Прямые показатели качества регулирования При незатухающих колебаниях = 100%.
- 36. Прямые показатели качества регулирования При неустойчивом (расходящемся) процессе > 100%.
- 37. Прямые показатели качества регулирования Время регулирования – это интервал времени от начала переходного процесса до момента,
- 38. Прямые показатели качества регулирования Статическая ошибка – это остаточное отклонение регулируемого параметра от заданного значения после
- 39. Прямые показатели качества регулирования Перечисленные показатели качества регулирования могут быть использованы как для оценки работы действующих
- 40. τР - время регулирования – интервал времени от начала переходного процесса до момента, когда отклонение регулируемого
- 41. Δyст - статическая ошибка регулирования –остаточное отклонение регулируемого параметра от заданного значения после завершения переходного процесса
- 42. Перерегулирование - возможное отклонение регулируемого параметра под воздействием регулятора в сторону, противоположную первоначальному отклонению.
- 43. σ - степень перерегулирования; определяется по формуле: σ = (Δy2 / Δy1)·100, % (2.1) Переходный процесс,
- 44. 4) Свойства объектов регулирования Свойства, определяющие динамику объекта: Емкость Инерционность Самовыравнивание Запаздывание
- 45. Емкость Характеризует способность объекта аккумулировать вещество или энергию. Емкость – это количество вещества (или энергии), аккумулированное
- 46. Емкость (пример) H(τ) → H0 Q – кг, л; 2) t(τ) → t0 Q – кДж;
- 47. Коэффициент емкости С = ∆Q / ∆y (2.2) Коэффициент емкости – параметр, характеризующий приращение емкости, необходимое
- 48. Инерционность Инерционность - характеризует скорость протекания переходных процессов в объекте регулирования. Численно выражается параметрами: - постоянная
- 49. Постоянная времени объекта - это условное время, в течение которого после нанесения единичного ступенчатого воздействия на
- 50. Рис.2.5 Постоянная времени объекта регулирования
- 51. Самовыравнивание Самовыравнивание – характеризует способность объекта регулирования самостоятельно восстанавливать баланс между притоком и стоком вещества или
- 52. Самовыравнивание проявляется в том, что после нанесения ступенчатого воздействия на объект (нарушение баланса) регулируемый параметр начнет
- 53. Рис.2.6 Типы объектов регулирования 1 – с положительным самовыравниванием, устойчивые, статические; 2 - с нулевым самовыравниванием,
- 54. Запаздывание Запаздывание – отставание во времени реакции объекта регулирования на какое-либо воздействие. (под реакцией понимается начало
- 55. Транспортное запаздывание - связано с наличием в ОР транспортирующих устройств: транспортеров, конвейеров, трубопроводов, шнеков … Рис.
- 56. Рис. 2.7(продолжение) Транспортное запаздывание
- 57. Емкостное запаздывание - связано с наличием в ОР тепловых, гидравлических и др. сопротивлений Рис. 2.8 Емкостное
- 58. Свойства, определяющие класс математической модели Многомерность (одномерные, многомерные) Распределенность параметров (с распределенными параметрами, с сосредоточенными параметрами)
- 59. 5) Методы исследования свойств объектов регулирования Задача исследований – создание математической модели ОУ, необходимой для синтеза
- 60. Этапы идентификации ОУ : 1) структурная идентификация – определяются свойства, используемые для выбора класса математической модели
- 61. Статические и динамические характеристики ОУ Статические характеристики – описывают зависимости выходных величин от входных в установившихся
- 62. Рис. 2.9 Методы исследования свойств ОР
- 63. Рис. 2.10 Кривая разгона ОР Коэффициент передачи объекта регулирования: КО = ∆y∞ /∆x (2.4) Коэффициент самовыравнивания
- 64. Рис. 2.11 Кривая разгона для астатического объекта Тоб = 1/Коб (2.7) (2.8)
- 65. Импульсная переходная характеристика Рис. 2.12 Импульсная переходная характеристика
- 66. Параметры: Скорость разгона: ε = Δyмакс /Fx Коэффициент самовыравнивания: Кс = Fx /Fy Постоянная времени объекта:
- 67. Математическая модель объекта регулирования Задачи выбора нужного закона регулирования и анализа работы систем методами математического моделирования
- 68. Математическая модель объекта регулирования Модели, предназначенные для решения задач управления, могут быть представлены определенными сочетаниями динамических
- 69. Математическая модель объекта регулирования Создание и использование таких моделей основано на следующих предпосылках. Динамическое звено –
- 70. Математическая модель объекта регулирования Создание и использование таких моделей основано на следующих предпосылках. 3. Если необходимо
- 71. Математическая модель объекта регулирования Система расчленяется на отдельные динамические звенья так, чтобы они могли описывать переходные
- 72. Основные типовые звенья Пропорциональное (усилительное) Интегрирующее Идеальное дифференцирующее Реальное дифференцирующее Инерционное (апериодическое) 1-го порядка Чистого запаздывания
- 73. Пропорциональное (усилительное)
- 74. Интегрирующее
- 75. Идеальное дифференцирующее
- 76. Реальное дифференцирующее
- 77. Инерционное (апериодическое) 1-го порядка
- 78. Чистого запаздывания
- 79. Использование преобразования Лапласа для моделирования ТДЗ и систем Преобразование Лапласа - интегральное преобразование, связывающее функцию F(p)
- 80. 2 Использование преобразования Лапласа для моделирования ТДЗ и систем
- 81. Понятие о передаточной функции. Передаточные функции основных ТДЗ
- 83. Формальное определение передаточной функции:
- 84. Передаточные функции основных ТДЗ:
- 85. 4 Передаточные функции основных комбинаций звеньев и систем Типовые виды соединений звеньев: - последовательное - параллельное
- 86. Передаточная функция при последовательном соединении:
- 87. Передаточная функция при параллельном соединении:
- 88. Передаточная функция при встречно-параллельном соединении:
- 90. Законы автоматического регулирования Законом регулирования называют функциональную связь между регулирующим воздействием и отклонением регулируемого параметра от
- 91. Схема системы автоматического регулирования
- 92. В практике автоматического регулирования используются следующие законы регулирования: Позиционные (2-х и 3-х) (Поз) Пропорциональный (П) Интегральный
- 93. От правильного выбора закона регулирования и параметров настройки регулятора зависит качество автоматического регулирования и работоспособность АСР.
- 94. Позиционное регулирование Простейшим способом регулирования является позиционный, при котором регулятор в зависимости от текущего значения регулируемого
- 95. Двухпозиционное регулирование Математическая формулировка идеального (без зоны нечувствительности) двухпозиционного закона регулирования имеет вид: u(τ) = U₁
- 96. Двухпозиционное регулирование В режиме двухпозиционного регулятора (компаратора) его логическое устройство сравнивает значение входной величины с уставками
- 97. Двухпозиционное регулирование
- 98. Двухпозиционное регулирование Тип логики двухпозиционного регулятора может быть различным. Прямой гистерезис (логика 1) применяют для управления
- 99. Двухпозиционное регулирование При обратном гистерезисе (логика 2) объект при включении реле должен охлаждаться. Включается реле при
- 100. Двухпозиционное регулирование Логика 3 (П-образная) может быть применена для сигнализации о входе контролируемой величины в заданный
- 101. Двухпозиционное регулирование U-образную логику применяют в случае, когда прибор используют для сигнализации о выходе контролируемой величины
- 102. Двухпозиционное регулирование Для защиты выходного устройства от частых срабатываний при работе логического устройства в режиме компаратора
- 103. Двухпозиционное регулирование
- 105. Двухпозиционное регулирование
- 106. Параметры настройки двухпозиционного регулятора уставка y0 (заданное значение регулируемого параметра) уровни регулирующего воздействия UМАКС (вкл.; 1),
- 107. Показатели качества регулирования Качество двухпозиционного регулирования характеризуется периодом колебаний τК амплитудой А А = (Δy1 +
- 108. Трехпозиционное регулирование При трехпозиционном регулировании используют обычно два выходных реле регулятора. Три уровня воздействия на объект
- 109. Трехпозиционное регулирование
- 110. Трехпозиционное регулирование Параметрами настройки трехпозиционного регулятора являются: уставка (на рисунке – Туст); уровни регулирующего воздействия (UМАКС
- 111. Трехпозиционное регулирование Качество позиционного регулирования характеризуется периодом колебаний τК, амплитудой А, и условной статической ошибкой регулирования
- 112. Пропорциональный закон регулирования При пропорциональном законе регулирующее воздействие прямо пропорционально отклонению параметра от заданного значения u
- 113. Рис. 2.12 Пример пропорционального регулятора
- 114. Динамика переходного процесса u (τ) = Кр ∙ ∆y(τ)
- 115. Для работы П-регулятора характерно: Наличие статической ошибки регулирования ( ∆yСТ > 0 ) Обеспечивает наиболее быструю
- 116. При интегральном законе регулирующее воздействие прямо пропорционально интегралу рассогласования по времени u (τ) = 1 /
- 117. Для работы И-регулятора характерно : Отсутствие статической ошибки регулирования ( ∆yСТ = 0 ) Время регулирования
- 118. 4) Пропорционально-интегральный и пропорционально-интегрально-дифференциальный законы регулирования Пропорционально-интегральный (ПИ) закон регулирования является комбинацией П- и И-законов u
- 119. ПИ-регулятор имеет два параметра настройки: КР - коэффициент передачи регулятора ТИ - время изодрома или время
- 120. Для работы ПИ-регулятора характерно: Отсутствие статической ошибки регулирования ( ∆yСТ = 0 ) Время регулирования τР
- 121. Наиболее сложным законом регулирования является пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД), который описывается выражением u (τ) = Кр ∙[ ∆y(τ)
- 122. ПИД-регулятор имеет три параметра настройки: КР - коэффициент передачи регулятора ТИ - время изодрома или время
- 123. Для работы ПИД-регулятора характерно: Отсутствие статической ошибки регулирования ( ∆yСТ = 0 ) Время регулирования τР
- 124. Передаточные функции регуляторов:
- 125. Передаточная функция объекта регулирования:
- 126. Передаточная функция АСР
- 127. Режим стабилизации:
- 128. Режим слежения:
- 131. 5) Автоматические регуляторы и микропроцессорные контроллеры Автоматический регулятор – прибор, выполняющий автоматическое регулирование какого-либо технологического параметра
- 132. а) По функциональному назначению: специализированные – для регулирования какого-либо одного параметра; универсальные – для регулирования различных
- 133. б) По виду используемой энергии : электрические, пневматические, гидравлические, без использования специального источника энергии - регуляторы
- 134. в) По характеру изменения регулирующего воздействия : непрерывного действия, дискретного действия. Дискретные регуляторы подразделяются на релейные
- 135. г) По закону регулирования : двухпозиционные и трехпозиционные, пропорциональные, интегральные, пропорционально-интегральные, пропорционально-дифференциальные, пропорционально-интегрально-дифференциальные.
- 137. Скачать презентацию