Классификация автоматических систем регулирования АСР

1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ

АСР, действующие по отклонению регулируемой величины. Рассмотренная в § 1.1 система регулирования относится к так называемым стабилизирующим автоматическим системам, поскольку в ней осуществляется поддержание регулируемой величины близ постоянного значения независимо от QCT или нагрузки объекта.

Большинство промышленных систем регулирования относится к стабилизирующим автоматическим системам. Работу такой системы отображают зависимости изменения значений у, и и хп во времени, приведенные на рис. 1.3, а. Отличительной чертой таких систем служит постоянство заданного значения регулируемой величины и в течение длительного промежутка времени.

В других системах, например в установках для термической обработки металлоизделий, заданное значение регулируемой величины и должно изменяться с течением времени по заранее заданной программе в соответствии с требуемым режимом. Такого рода системы относятся к программным автоматическим системам. Графики, отображающие их действие, представлены на рис. 1.3, б [1, 2].

Существуют также системы, в которых задающее воздействие служит произвольной функцией времени (заранее не определенной). В таких системах выходная величина у .должна «следить» за возможными изменениями и и воспроизводить их с требуемой точностью. Системы такого рода относятся к особому классу следящих автоматических систем управления [2]. Графики у{1) и «(/) для следящих систем представлены на рис. 1.3, в.

Примером автоматр^есжои^сле^ягдей^и^^е^^ ^тужм система непрерывного регулирования 'ТёШЬрйтЯ'рй 'ВоДк^па* выхоДе теплофикационных подогревателей. В автрм^тдезодсранных отопительныхсистемах температура воды «следит» за изменениями сигнала, пропорционального температуре наружного воздуа, которая имеет характер произвольного процесса и служит для системы задающим воздействием.

АСР, действующие по возмущению. Рассмотренные выше системы относятся к классу автоматических систем, действующих по отклонению. Однако задача поддержания регулируемой величины вблизи заданного значения (например, давление воды на выходе системы, изображенной на рис. 1.2) может быть решена принципиально иным способом. Для этого необходимо на вход регулятора вместо сигнала по отклонению регулируемой величины от заданного значения подавать сигнал по расходу воды на стоке (Зст (рис. 1.4, линия б) или по разности расходов на притоке и стоке (Сст—бпр) (рис. 1.4, линии б и в) и воздействовать на перемещение регулирующего клапана в сторону ликвидации небаланса между притоком и стоком. Очевидно, что отклонение давления воды за регулирующим клапаном будет сколь угодно малой величиной (г/*-Ю) при бцр—0сТ-^0. Рассмотренный способ поддержания регулируемой величины вблизи постоянного значения называется регулированием по возмущению (по нагрузке). Автоматические системы, действующие по возмущению, включаются в работу, «не дожидаясь» отклонения регулируемой величины, а сразу же за появлением небаланса между притоком и стоком. Это существенно повышает быстродействие АСР. Однако в системах, действующих по возмущению, отсутствует непосредственный контроль отклонения регулируемой величины, что может привести к недопустимому снижению точности АСР вследствие существенных погрешностей в измерении возмущающих воздействий, например, расхода пара при изменении его параметров. Поэтому в промышленных условиях находят применение комбинированные системы, совмещающие принципы действия по отклонению (для обеспечения точности) и по возмущению (для достижения быстродействия) (рис. 1.4, линии а, бие).

Примером промышленной комбинированной системы служит АСР питания барабанного парового котла водой, приведенная на рис. 12—21.

Многосвязные АСР. В приведенном на рис. 1.1 примере автоматического устройства объект управления имеет лишь одну регулируемую величину — давление воды за клапаном, которое можно изменять перемещением регулирующего органа. На практике встречаются более сложные задачи. То же устройство, смонтированное на паропроводе, при перемещении регулирующего органа будет изменять уже две величины — давление и температуру пара за клапаном. При этом рассмотренная ранее АСР способна решать лишь одну задачу — автоматической стабилизации давления пара. Для поддержания требуемой температуры пара необходимо предусмотреть дополнительную систему, способную регулировать температуру, например, посредством впрыска охлаждающей воды. Таким образом, для регулирования температуры и давления одновременно потребуются две взаимосвязанные АСР. Пример структурной схемы такой системы приведен на рис. 1.5. В отличие от одноконтурной, изображенной на рис. 1.2, рассматриваемая АСР состоит из трех контуров и носит название многосвязной АСР. Первый контур а служит для стабилизации давления редуцированного пара, контур б — для стабилизации температуры и контур в — для увеличения быстродействия АСР при отклонениях температуры, вызываемых изменениями расхода пара через редукционный клапан.

/ — регулятор давления редуцированного пара; 2 — регулятор температуры; 3 _ объект регулирования — коллектор редуцированного пара; 4 — паровой редуцирующий клапан; 5 —клапан впрыска охлаждающей воды; *і-ДОр п/£>°р п— расход пара; х2=Д£>0 в/О»0ЛІ — расход охлаждающей воды; 0і=АР1).п/Р°р.п — давление редуцированного 'пара; і/3=Л(р п/*°р п — температура редуцированного пара

Экстремальные АСР. В практике эксплуатации промышленных объектов, в том числе тепловых электростанций, встречаются разнообразные задачи. Например, управление процессом горения в топке паровых котлов по коэффициенту полезного действия (КПД) Г], значение которого изменяется с ростом или падением паровой нагрузки и сложным образом зависит от многих факторов. КПД регулируется чаще всего посредством изменения подачи воздуха в топку. При этом зависимость КПД от расхода воздуха имеет экстремальный характер (см. рис. 12.9). Для непосредственного поддержания максимального значения КПД парового котла необходимо: во-первых, измерять его численное значение и, во-вторых, воздействовать на изменение подачи воздуха в нужном направлении. Решать подобную задачу можно с помощью специального экстремального автоматического регулятора, снабженного устройством поиска экстремума. Последнее «запоминает» и сравнивает предыдущее значение регулируемой величины с ее текущим значением и формирует управляющий сигнал, побуждающий движение системы в сторону экстремума. Такие АСР называются экстремальными [2].

Автоматические системы логического управления. Существует еще один признак, по которому подразделяются все АСР. Он связан с характером действия автоматических систем во времени. Одни из них действуют непрерывно в заданном диапазоне изменения нагрузок и относятся к автоматическим системам непрерывного управления. Другие— автоматические системы логического (прерывистого) управления, находясь в постоянной готовности, вступают в работу лишь в определенные моменты времени в связи с переходом на другой уровень нагрузки (на иной режим работы) или же в связи с переходом на другое (резервное) оборудование. Примером автоматических систем логического (прерывистого) действия служат автоматические устройства для производства технологических операций в строго определенной (логической) последовательности: например, при пусках или остановах энергетических блоков и их вспомогательного оборудования.

1.3. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В СИСТЕМАХ РЕГУЛИРОВАНИЯ

Допустим, что внешнее возмущающее воздействие хв=0, т. е. приток воды в трубопроводе равен ее стоку, регулируемая величина у, эквивалентная давлению воды в трубо

Переходные процессы в замкнутой системе: а — при внешнем возмущающем воздействии; б — при изменении задания регулятору

Допустим, что внешнее возмущающее воздействие хв=0, т. е. приток воды в трубопроводе равен ее стоку, регулируемая величина у, эквивалентная давлению воды в трубопроводе рт, в точности соответствует заданному значению и вследствие этого ошибка регулирования у*=уи равна нулю и регулирующий орган находится в состоянии покоя (см. рис. 1.2, а). Состояние системы при отсутствии возмущающих воздействий и постоянстве регулируемой величины назовем установившимся состоянием.

Теперь представим, что нагрузка потребителя воды в момент времени ^ измениласьСледствием этого

будут изменение у и появление разности усилий на элементе сравнения, которая приведет к перемещению регулирующего органа в сторону ликвидации небаланса между притоком и стоком. Система и характеризующие ее величины придут в движение. Это движение, характеризуемое изменением ВО Времени величин у, Хр и х, будет происходить до тех пор, пока не наступит новое установившееся состояние равновесия между притоком и стоком при одновременном равенстве регулируемой величины заданному значению. График описанного процесса приведен на рис. 1.6, а.

Нарушение установившегося состояния системы может иметь место и при изменениях управляющего воздействия или задания регулятору и. В этом случае, несмотря на отсутствие внешнего возмущения, появление разности у—и*=у* на входе в регулятор также приведет к перемещению регулирующего органа и изменению регулирующего

.7. Система с положительной обратной связью (а) и график переходного процесса в неустойчивой системе (б); остальные обозначения те же, что и на рис. 1.1.

воздействия хр. Регулируемая величина у в результате этого воздействия будет изменяться до своего нового заданного значения. График такого процесса приведен на рис. 1.6, б.

В обоих рассмотренных случаях наблюдается переход во времени из одного установившегося состояния системы в другое, соответствующее новому значению хв (нагрузки) или и (задания). Такой процесс носит название переходного. Переходный процесс в замкнутой системе называется процессом автоматического регулирования.

Выше рассматривались примеры переходных процессов в АСР, которые после снятия возмущающего воздействия оканчивались новым установившимся состоянием системы. Такие процессы называются устойчивыми. Однако возможны случаи, когда после приложения и снятия возмущающего воздействия новое состояние равновесия в АСР не наступает. Это можно наблюдать при неправильном включении в работу автоматического устройства, рассмотренного на рис. 1.1. Например, если импульсную трубку 2 подсоединить к нижней полости мембраны, соответственно изменив направление действия груза 3 (рис. 1.7, а), то при увеличении бет и падении давления рт мембрана, шток и регулирующая игла клапана под действием груза О устремятся вниз в сторону уменьшения притока, что приведет к дальнейшему падению давления рт и в конечном итоге к полному закрытию регулирующего клапана 5. Аналогичная картина будет наблюдаться и при изменениях задания регулятору и. График процесса регулирования в этом случае приведен на рис. 1.7, б. Переходный процесс такого вида называется неустойчивым (расходящимся). Структурная схема данной системы останется такой же, как на рис. 1.2, изменится лишь знак регулирующего воздействия хр. Следовательно, передача воздействия с выхода объекта на его вход будет направлена в сторону увеличения первоначального небаланса между притоком и стоком. Положительная направленность превращает АСР в систему с положительной обратной связью в отличие от системы с отрицательной обратной связью, рассмотренной выше и приведенной на рис. 1.1 и 1.2, а.

Для проектирования и расчета устойчивых АСР необходимо располагать характеристиками отдельных звеньев, составляющих систему.

Рис. 1.9. Линейный участок экспериментальной статической характеристики парового котла Дрп.п=/(Д£т) при Dn.n = const

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Файл

1.docx

1.docx
Размер: 25.4 Кб

.

Пожаловаться на материал

АСР, действующие по отклонению регулируемой величины. АСР, действующие по возмущению. Многосвязные АСР. Переходные процессы в системах регулирования

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Похожие материалы:

Основа ведения воздушного боя - boom & zoom или "пике-горка"

Эффективная атака выглядит следующим образом: превышение над противником, выбор цели, пикирование с высокой скоростью на цель, прицеливание, открытие огня, цель разваливается (еще не успев понять, что же, собственно, произошло), вывод из пикирования и отрыв

Экономика организации. вопросы на экзамен

Вопросы на экзамен по дисциплине «Экономика организации» для студентов  специальностей «Экономика и бухгалтерский учет ( по отраслям ) » и «Финансы»

Особенности экологии растений семейства крестоцветные (BRASSICACEAE, или CRUCIFERAE) Республики Татарстан

Выпускная квалификационная дипломная работа. Общая характеристика семейства Крестоцветные(Brassicaceae, или Cruciferae). Систематика семейства Крестоцветные(Brassicaceae, или Cruciferae)

Спеціальні питання гігієни і екології

Текстові тести, відповіді на тест

 Избирательные системы. Тест

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok