17 Наладка электрических систем регулирования
Электронные и микропроцессорные системы автоматизации предо-ставляют судовому персоналу широкие возможности настройки характеристик элементов регуляторов.
Особенно важное значение при этом имеет инженерная наладка САР, под которой понимается [13] определение и установка на регуляторе значений настроечных параметров, обеспечивающих требуемое качество работы системы в процессе эксплуатации.
Существует довольно большое число методов инженерной наладки САР [13].
Для наладки САР судовыми механиками и электромеханиками в эксплуатационных условиях можно считать наиболее подходящими следующие методы: - наладка по экспериментальным динамическим характеристикам объектов регулирования, - наладка по незатухающим колебаниям, - алгоритмическая наладка.
В общем случае наладка САР содержит следующие этапы: - определение требований к качеству работы САР, - экспериментальное определение динамических характеристик объектов, - определение оптимальных значений настроечных параметров регулятора, - установка рассчитанных значений параметров на регуляторе, - проверка работы регулятора и уточнение (при необходимости) настроеч- ных параметров.
13.1 Определение требований к качеству работы сар
Изменение регулируемых величин судовых объектов регулирования происходит во времени вследствие изменения: - нагрузки объекта, - заданного значения регулируемой величины, - других возмущающих воздействий на ОР.
Изменение нагрузки имеет место для всех судовых агрегатов и механиз-мов, тогда как изменение задания регулируемой величины характерно , в основном, для главных судовых двигателей.
Примеры переходных процессов в системах автоматического регулирования приведены на рис. 13.1-13.4.
Рис. 13.1 Переходные процессы при изменении задания в статической системе
Качество работы системы автоматического регулирования оценивается: - по статической ошибке системы, - по показателям переходных процессов.
Как известно, по своим статическим характеристикам делятся на: - статические, - астатические.
Статическими являются системы с П и ПД регуляторами.
Астатическими являются системы с ПИ и ПИД регуляторами.
Статические системы имеют статическую ошибку, проявляющуюся как разность между заданным значением регулируемой величины и ее значением на установившемся режиме работы системы.
На рис. 13.1 и 13.3 показаны переходные процессы в статических системах, где обозначено:
Есто = Хз – Хо - статическая ошибка на начальном установившемся режиме,
Естк = Хз – Хк - статическая ошибка на конечном установившемся режиме.
В астатических системах (см. рис. 13.2 и 13.4) статическая ошибка отсутствует (Ест=0).
- вид переходного процесса, - время переходного процесса Тп, - максимальное динамическое отклонение dXм.
Переходные процессы могут иметь следующий вид: - монотонный (линии 1 на рис. 13.1,), - апериодический (линии 2 на рис. 13.1), - колебательный (линии 3 на рис. 13.1).
Время переходного процесса Тп определяется как интервал времени от момента возмущения на систему до момента, когда отклонение регулируемой величины от нового установившегося значения становится и остается меньше заданной достаточно малой величины Dн.
В качестве Dн, как правило, принимается нечувствительность регулятора, указанная в его технической документации (см. табл. 13.2).
Определение значения максимального динамического отклонения регулируемой величины в переходном процессе dXм ясно из графиков на рис. 13.1-13.4.
Следует отметить, что в нормативной литературе по эксплуатации судовых энергетических установок и их автоматики [14 ], [15], [16] требования к качеству работы САР судового энергетического оборудования (за исключением дизелей) приводятся в общем виде . Поэтому в каждом конкретном случае при определении этих требований необходимо использовать техническую документацию судовых агрегатов и механизмов.
Предельные значения показателей работы САР судового энергетического оборудования, приведенные в учебной литературе [9], [11], [21] по автоматизации СЭУ, содержатся в таблицах 13.1 и 13.2.
Применяемые методы инженерной наладки САР [13] определяют настроечные параметры регуляторов по переходным процессам при изменении заданного значения регулируемой величины.
Настройка производится таким образом, чтобы регулятор обеспечил оптимальное значение выбранного критерия оценки качества работы САР (критерия оптимальности).