Контрольні запитання
Які основні особливості позиційного регулювання, його переваги і недоліки?
Поясніть статичні характеристики П3-регулятора із зоною нечутливості і без неї.
Переваги і недоліки регулювання із зоною нечутливості і без неї.
Які основні показники якості позиційного регулювання?
Як впливає навантаження об’єкта на показники якості позиційного регулювання?
Як впливає зона нечутливості на характер двопозиційного регулювання?
Лабораторна робота № 3
Вивчення і дослідження автоматичної системи регулювання на базі під-регуляторів
Мета роботи – вивчити і дослідити роботу ПІД регуляторів за їх різних режимів роботи; засвоїти методику одержання перехідних процесів та визначення показників якості регулювання.
3.1. Загальні положення
Процес регулювання полягає у підтриманні заданого значення регулювальної величини об’єкта. Автоматичне регулювання відбувається за допомогою технічних засобів без втручання людини-оператора. Сукупність технічних засобів і об’єкта управління складають автоматичну систему регулювання (АСР). Загальна структура найбільш розповсюджених АСР показана на рис. 3.1, де прийняті такі позначення:
об’єкт управління або регулювання (ОР) – це машина, апарат або технологічний процес, який потребує контролю і регулювання;
х – вхідна величина об’єкта під якою розуміють матеріальний або енергетичний потік;
у – вихідни величина об’єкта. Це технологічний параметр (температура, тиск тощо);
х і у – величини як правило контрольовані і регульовані.
Рис. 3.1. Структурна схема АСР.
z – неконтрольовані збурення (наприклад, зміна коефіцієнтів тепловіддачі, зовнішніх умов, ККД передач тощо).
Д – датчик або первинний перетворювач. Він перетворює значення фізичної величина у в інший вид енергії, зручний для подальшого використування (наприклад, механічний, електричний або пневматичний сигнали).
ДП – дистанційна передача або проміжний перетворювач. Вона призначена для передачі сигналу вимірювальної інформації у від місця її одержання до робочого місця оператора або для перетворення сигналу із одного виду енергії в інший вид, наприклад, електропневмоперетворювач і навпаки тощо.
ВП – вторинний прилад (показуючий, реєструючий, сигналізуючий) повинен інформувати оператора про хід технологічного процесу в зручній для оператора формі.
АР – автоматичний регулятор, призначений для підтримання технологічного параметра у на заданому рівні або його зміні за заданою програмою.
ЕП – елемент порівняння регулятора, визначає розбіжність у між поточним значенням параметра у і його заданим значенням у3. Величина
у= у–у3 – називається розузгодженням.
УЕ – управляючий елемент, який за заданим законом регулювання виробляє регулюючу дію на об’єкт управління. Під законом регулювання розуміють функціональну залежність між вихідною хр і вихідною у величинами регулятора, тобто хр=f(у).
З – задатчик, виробляє задане значення регулювальної величини у3. Сучасні АР мають вмонтовані задатчики.
ВМ – виконавчий механізм. Це силовий орган, призначений для переміщення регулювального органа РО, наприклад, електродвигун, електромагнітна котушка, мембранний або поршневий пневматичні механізми.
РО – регулювальний орган (клапан, заслінки, дозатор, реостат тощо), призначений для безпосередньої зміни потоку.
Процес регулювання в таких АСР відбувається таким чином. Внаслідок дії зовнішніх і внутрішніх збурень z1 .. zi на ОР регульована величина у відхиляється від заданого значення у3 і з’являється розузгодаження у= у–у3 0. Тоді АР діє таким чином, щоб компенсувати вплив збурення (у0). Такі АСР називаються системи регулювання за відхиленням. Інша їх назва замкнені системи із головним зворотнім зв’язком. У них сигнал у з виходу ОУ проходить через АР, і перетворившись в управляючу дію хр знов подається на вхід ОР. Такий зворотній зв'язок називається від’ємним, так як управляюча дія хр направлена на компенсацію збурення у, тобто протилежна відхиленню параметра у.
Можуть бути також внутрішні зворотні зв’язки, наприклад x (рис. 3.1), що з’єднують виходи окремих елементів з їх входами, так звані місцеві зворотні зв’язки, які покращують якість регулювання.