Методичні вказівки з підготовки до лабораторної роботи по вивченню устрою і принципу

22. Призначення основних елементів стенду.

23. Структурна схема і принцип дії регулятора.

24. Чому регулятор типу Р25 називають релейно-імпульоним регу-ром і за яких умов його характеристика наближається до харак-теристик ПІ-регулятора безперервної дії?

25. Як виходить П-закон при застосуванні регулятора Р25?

26. Що таке органи динамічного настроювання регулятора і як їх можна проградуювати по перехідним характеристикам?

27. Як влаштований електричний виконавчий механізм? Його ха-рактеристики, рівняння.

28. Як передається керуючий сигнал від регулятора до виконай-тельному механізму?

1.3. Веаімодейотвіе регулірущіе блека з виконавчим механізмом

Динамічні властивості релейно-імпульсного регулятора визначаються-ються двома основними вузлами - регулюючим блоком РБ і виконавчим механізмом (ІМ) постійної швидкості (рис. I).

Виконавча механізм виконаний на базі асинхронного електродвиг-гатель з редуктором і включається в роботу за допомогою пускового устройст-ва (ПУ). Особливістю виконавчого механізму постійної швидкості є те, що він розрахований на певну напругу харчування і не може управлятися за рахунок його зміни. При появі досить мощ-ного керуючого сигналу пусковий пристрій подає напругу живлення на електродвигун виконавчого механізму. Останній виробляє переміщення регулюючого органу з постійною ско-ростью; що не залежить від значення керуючого сигналу. таким чином, по каналу розглянутий виконавчий механізм - нелінійне дінамічеокое ланка.

Регулюючий вплив відповідно до заданого законом регулювання (наприклад, ПІ) виходить за допомогою імпульсного способу управління виконавчим механізмом. При цьому його робота ха-рактерізует чергуванням короткочасних включень (імпульсів) тривалістю і відключень (пауз) тривалістю

При кожному включенні виконавчого механізму регулюючий орган переміщується на величину, а під час пауз положення регулюючого органу залишається незмінним. Завдяки фільтрує властивостями технологічних об'єктів переривчасте переміщень-ня регулюючого органу воспрінімаетя як плавне, що відбувається з деякою усередненої швидкістю, званої швидкістю регулювання [I]. Середнє значення швидкості регулювання характеризується відношенням переміщення регулюючого органу протягом одного импуль-са до періоду проходження імпульсів:

де - шпаруватість імпульсів.

Таким чином, середня швидкість регулювання пропорційна скважности керуючих імпульсів (рис. 2).

Переміщення регулюючого органу при цьому пов'язане зі зміною шпаруватості за інтегральним законом

тобто по каналу виконавчий механізм є лінійним

інтегруючим ланкою з передавальної функцією

Змінюючи шпаруватість імпульсів 2 в залежності від сигналу неузгодженості ', можна отримати необхідну регулюючу дію

1.4. Формування ПІ-закону регулювання

В якості основного закону регулювання в релейно-імпульсних регуляторах з виконавчим механізмом постійної швидкості формиру-ється ПІ-закон. Керуючі імпульси формуються в регулюючому блоці, при цьому їх шпаруватість залежить від сигналу неузгодженості

відповіднодо передавальної функцією ГЩ-ланки

де - передавальна функція пропорційно-інтегрального

забезпечує закон регулювання:

Структурна схема регулює блоку, що формує необхідну послідовність імпульсів Z (f), зображена на рис. 3:

Вона містить суматор. трьохпозиційний релейний елемент РЕ (контактний або безконтактний) із зоною нечутливості і зоною повернення (рис. 4) і формує зворотний зв'язок (ФОС) у вигляді апериодического Евена з характеристикою (рис. 5). В сучасних релейно-імпульсних регуляторах ФОС має розділені ланцюга заряду і розряду, що характеризуються постійними часу заряду і розряду:

тобто ФОС нелінійна. Як буде показано далі, такий поділ ланцюгів заряду і розряду в ФОС призводить до забезпечення незалежності органів настройки параметрів і в ПІ-регуляторі.

При подачі на вхід регулюючого блоку ступеневої вхідного сигналу перехідна характеристика регулятора має вигляд, показаний на рис. 6, В початковий момент часу після подачі вхід-ного сигналу спрацьовує релейний елемент РЕ і подає ситний на вхід ланки зворотного зв'язку, внаслідок чого починає зростати, а сигнал на вході РЕ-зменшиться.

У момент часу сигнал досягає порогу відключення, релейний елемент відключається, сигнал на вході ланки зворотного зв'язку стає рівним кулю, внаслідок чого починає спадати, а вели-чину - зростати.

переміщати регулюючий орган по ламаній лінії (см.ріс.6) .Ця лінія кричи

чималій швидкості зміни оігнала зворотного связіідостаточно маленьку ділянку повернення близька до кривої розгону ідеального ПІ-регулятора, описуваної виразом:

1.5. Визначення параметрів настройки Пі-регулятора

Апроксимувати перехідну характеристику релейно-імпудьсного регулятора відповідної ідеаліеіроавнной кривої (рис. 6) можна оцінити його еквівалентні параметри

де - час подвоєння реакції ПІ-регулятора в порівнянні з початковим сигналом; - тангенс кута нахилу інтегральною складовою.

Формули (9) і (10) виходять з рівняння (6).

Для визначення зв'язку між, і параметрами зворотного зв'язку і виконавчого механізму знайдемо значення і

де - Окоро зміни сигналу

зворотного свяек під дією при включенні релейного елемента

Тривалість імпульсів і пауз можна виразити таким чином

Методичні вказівки з підготовки до лабораторної роботи по вивченню устрою і принципу

Методичні вказівки з підготовки до лабораторної роботи по вивченню устрою і принципу

Коли сигнал досягає порогу орабативанія РЕ (в момент), відбувається повторне включення РЕ. Далі процес характеризують-ся періодичними імпульсами (короткочасними включеннями релейного елемента) тривалістю, що чергуються з паузами (відключеннями РЕ) тривалістю. Сігнална вході релейного елемента буде змінюватися при цьому в межах зо-ни повернення (від до і назад), а сігнална вході Евена зворотного зв'язку - в межах від до і назад, тобто буде практично следоватьза входнимсігналом (з похибкою-ністю, яка визначається порогами спрацьовування і РЕ).