Расчет настроек линейных непрерывных двухконтурных АСР……………. 99
Введение……………………………………………………………………………. 99
Двухконтурная АСР с корректирующим
и стабилизирующим регуляторами……………………………………………. 99
Двухконтурная АСР с дополнительным сигналом из промежуточной
точки объекта регулирования………………………………………………….. 101
Определение параметров настройки АСР
с нелинейными регуляторами………………………………………………….. 104
14.1. Введение……………………………………………………………………………. 104
АСР с двухпозиционным регулятором…………………………………………. 104
АСР с регулятором с постоянной скоростью
исполнительного механизма…………………………………………………….. 107
Часть 2
Дискретные системы с цифровыми регуляторами
Математические основы теории дискретных АСР…………………………… 110
Импульсный элемент. Дискретные сигналы. Решетчатая функция……… 110
-преобразование…………………………………………………………………. 111
Дискретное преобразование Лапласа…………………………………………. 113
Цифровые регуляторы…………………………………………………………… 114
Канал дискретного преобразования сигнала…………………………………. 114
Аналого-цифровой преобразователь.Дельта-импульсный модулятор…... 115
Цифровое вычислительное устройство………………………………………… 116
Цифро-аналоговый преобразователь. Демодулятор………………………… 116
Структурная схема дискретной АСР с цифровым регулятором…………… 119
Передаточные функции дискретной АСР с цифровым регулятором…….. 121
Критерии качества дискретных АСР с цифровыми регуляторами………… 122
Линейный интегральный критерий……………………………………………… 122
Квадратичный интегральный критерий………………………………………… 123
Условие достаточности информации об изменении
регулируемой величины…………………………………………………………. 123
20. Синтез типовых алгоритмов функционирования (типовых законов
регулирования) цифровых регуляторов……………………………………….. 125
Оптимальные значения параметров настройки цифровых регуляторов…. 130
Переходные процессы в дискретных АСР с цифровыми регуляторами…. 132
Вычисление переходного процесса методом вычетов……………………… 132
Вычисление переходного процесса методом степенных рядов…………… 134
Устойчивость дискретных АСР с цифровыми регуляторами………………. 135
Необходимое условие устойчивости……………………………………………. 135
Критерий устойчивости Найквиста……………………………………………… 136
Запас устойчивости дискретных АСР. Оценка запаса устойчивости по распределению корней характеристического уравнения системы………... 137
Список литературы…………………………………………………………………. 139
Введение. Основные понятия и определения
Система управления – совокупность всех устройств и ресурсов, обеспечивающая управление каких-либо процессов.
Любая система управления включает источник информации о задачах и результатах управления, устройства или персонал, анализирующие состояние системы и принимающие решения об управляющих воздействиях.
Автоматизированная система управления (АСУ) – совокупность административных, организационных, экономико-математических методов и вычислительных средств, оргтехники и средств связи, взаимосвязанных в процессе своего функционирования в единой человеко-машинной системе.
Частным случаем АСУ является автоматическая система регулирования (АСР). Под АСР понимают автоматическое управление какой-либо физической величиной (давлением, температурой пара).
АСР включает объект регулирования и регулирующее устройство.
Физические величины, подлежащие регулированию, называют регулируемыми величинами.
Воздействие регулирующего устройства (регулятора) на объект регулирования называют регулирующим воздействием.
Сигнал, с которым нужно сравнивать регулируемую величину, называют управляющим воздействием (заданием).
Причины, нарушающие нормальную работу системы регулирования, называют возмущающими воздействиями (возмущениями).
Различают внутреннее и внешнее возмущения. Под внутренним возмущением понимают те причины, которые воздействуют на объект через его регулирующий орган. Все остальные причины, нарушающие режим работы системы, относят к внешним.
В технологии производств могут быть случаи, когда нужно регулировать одну физическую величину, и случаи, когда для работы технологического участка требуется управлять несколькими физическими величинами.
В первом случае объекты этой системы называют одномерными, во втором случае - многомерными.
Многомерные АСР могут быть несвязанными и связанными.
Несвязанными многомерными АСР называют такие, когда несколько физических величин независимы функционально друг от друга.
В этом случае вся система управления может быть представлена независимыми друг от друга системами регулирования.
Связанными многомерными АСР называют такие, когда отдельные регулируемые величины функционально зависят друг от друга, вследствие чего нельзя представить всю систему управления независимыми отдельными системами регулирования.
Различают непрерывные и прерывные системы регулирования. Системы, у которых регулирующее воздействие приложено к объекту регулирования в течение всего времени регулирования, называют непрерывными системами регулирования.
Если при непрерывном изменении регулируемой величины регулирующее воздействие изменяется прерывисто через некоторые промежутки времени, то такую систему называют прерывной системой регулирования.
При этом различают релейные и импульсные системы регулирования.
Регулирование работы какого-либо объекта можно осуществить тремя принципами.
1. Регулированием по возмущению называют принцип, когда в течение какого-то времени измеряется возмущающее воздействие.
Системы, реализующие этот принцип, работают по разомкнутому циклу.
2. Регулирование по отклонению регулируемой величины. В этом случае регулятор воспринимает значение регулируемой величины, сопоставляет его с заданным значением и по их разности вырабатывает соответствующее регулирующее воздействие, т.е. регулирующее устройство получает информацию о результатах своего действия. Следовательно, такой принцип регулирования предполагает обратную связь.
Системы регулирования по отклонению в связи с этим являются замкнутыми, т.е. работают по принципу обратной связи. Обратную связь, осуществляющую принцип регулирования по отклонению, называют главной обратной связью. Она должна быть отрицательной. Это означает, что положительным приращениям регулируемой величины должны соответствовать отрицательные приращения регулирующего воздействия.
3. Комбинированные системы регулирования предполагают использование как принципа по отклонению, так и принципа по возмущению.
По зависимости между регулируемой величиной и возмущающим воздействием в установившемся режиме работы различают статическое и астатическое регулирование.
Статическим регулированием называют случай, когда в установившемся режиме имеется однозначная зависимость между значениями регулируемой величины и возмущающим воздействием ( Рис. В1 а )
рег.
рег.
вел. вел.
возмущ. возмущ.
а) статическое б) астатическое
регулирование регулирование
Рис. В1
Если в установившемся режиме однозначной зависимости между значениями регулируемой величины и возмущением нет, то регулирование называют астатическим. При таком регулировании любому установившемуся значению возмущающего воздействия соответствует одно и то же значение регулируемой величины ( Рис. В1 б).