Расчёт цепного транспортера (стр. 3 из 4)

В зависимости от типа передаточной функции корректирующего звена размечают жёсткую и гибкую обратные связи.

Жёсткая связь осуществляется с помощью безинерционных и инерционных звеньев.

Отрицательная жёсткая связь уменьшает постоянную времени звеньев и увеличивает статическую ошибку системы. Положительная жёсткая обратная связь увеличивает коэффициент усиления и постоянную времени звена.

Жёсткая обратная связь действует в переходных и установившихся режимах.

Гибкая обратная связь действует только во время переходного процесса.

Применение гибкой обратной связи позволяет изменять постоянные времени и структуру звеньев при постоянном коэффициенте усиления. Введение гибкой обратной связи уменьшает динамическую точность и быстродействие системы, но повышает статическую точность САР.

Положительная гибкая обратная связь служит для форсирования переходных процессов, а отрицательная – для их ослабления.

Для примера рассмотрим САР напряжения генератора с последовательным корректирующим устройством. В виде дифференцирующего контура показанного на рисунке, состоящего из конденсатора и двух резисторов.

Задача регулятора состоит в поддержании напряжения генератора при заданной настройке при различных возмущающих воздействиях.

Напряжение генератора сравнивается с заданным значением. Полученная ошибка U подается на вход корректирующего элемента (1-1’). Способность RC-контура заключается в том, что его выходное напряжение Uк равно сумме двух слагаемых, первое из которых равно отношению U, а второе – производной а( U)/at, т.е. Uk=k1( U+k2*a( U)/dt), где k1 и k2 – коэффициенты, определяемые значениями С, R1, R2. поэтому изменения регулирующего воздействия –

перестановка движка реостата в цепи обмотки возбуждения – определяется не только отклонением регулируемого параметра от заданного значения, но и скоростью изменения этого отклонения d( U)/dt.

СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Выбор закона регулирования. Расчёт оптимальных настроек регулятора.

Исходные данные регулятора.

А. По кривой разгона объекта регулирования определяется:

Коэффициент передачи объекта коб, (м3/ч)/(%ходаРО)

Коб=20

Постоянная времени объекта Тоб, с

Тоб=15

Время запаздывания тоб, с

тоб=4.5

Максимально возможное возмущение Ув, %хода РО

Ув,%хода РО, Ув-8%

Б. Требования к качеству регулирования:

Максимально допустимое значение отклонения Х1 доп, м3/мин

х1доп=67,2

Допустимое значение остаточного отклонения Хост.доп,м3/мин

Хост.доп=68,3

Допустимое время регулирования tр, с

tp=40

Допустимая величина перерегулирования В,%

в=0

Величина отношения запаздывания к постоянной времени т/Т

т/Т=4.5/15=0.3

Ориентировочно выбирается тип регулятора по это величине.

Таблица 2

т/Т	Регулятор
Меньше 0.2	Релейный
Меньше 1.0	Непрервыный
Больше 1.0	Непрерывный, импульсный

Выбираем непрерывный тип регулятора

1) при таком регуляторе рассчитываем величину динамического коэффициента регулирования Rg. Для статического объекта:

Хо=kоб*Ув;

Хо=20*8=160;

Х1=67.2;

Rg=Х1/Хо;

Rg=67.2/160=0.42;

Динамический коэффициент регулирования – величина, показывающая степень воздействия регулятора на ОР, т.е. отношение максимального отклонения регулируемой величины Х1 в переходном процессе к отношению Хо при этом же возмущении, но без регулятора, выбираем типовой процесс регулирования.

По графику Rg=f(т/Т) выбирают наиболее простой закон регулирования, который обеспечит необходимое значение динамического коэффициента регулирования Rg. Для статического объекта по рис 12 получим ПИ-регулятор.

2) в представленном графике (рис. 13) определяется относительное время регулирования.

tp/т=8;

По его величине надо определить абсолютное время регулирования

tp=tp/т*Тоб;

tp=8*4.5=36с.

И сравнить его с допустимым временем регулирования. Полученное время регулирования должно быть меньше допустимого:

tp<=tp.доп;

36<=40;

3) определение параметров максимальной динамической настройки регулятора – уравнение регулятора:

y=kpX+kp1 xdt=kp(x+1/Tu xdt);

Параметры настройки:

kp; % хода РО/м3ч – коэффициент передачи (параметр настройки П-части)

kp=0.6/(коб*тоб/Тоб);

кр=0.6/(20*4.5/15)=0.1;

где Ти, с – время изодрома (параметр настройки И-части регулятора)

Ти=0.6*Тоб;

Ти=0.6*15=9;

Подставив рассчитываемые данные, получим уравнение

у=0.1(х+1/9 хdt).

Расчёт устойчивости САР

Параметры объекта регулирования.

т=4.5с;

тоб-15с;

Коб=20м3/ч/%хода РО

Параметры регулятора

Кр=0.7/(коб*т/Тоб);

Кр=0.7/(20*4.5/15);

Порядок расчёта:

Расчёт частотных характеристик объекта с самовыравниванием

Wоб(jw)=kоб/(1+j*Tоб*w)*e ;

Aоб(w)=коб/ 1+Тоб2*w2;

Фоб(w)=-(wт+arctgTоб*w);

Расчёт частотных характеристик для пропорционально-интегрального регулятора.

W(jw)=kp* (1/w2*Tu2+1);

Ap(w)=kp* (1/w2*Tu2+1);

Фр(w)=arctg(w*Tu)-п/2;

Частотные характеристики разомкнутой системы рассчитываются по формулам

A(w)=Aоб(w)*Ap(w);

Ф(w)=Фоб(w)+Фр(w);

Частоте предают значения от 0 до бесконечности, чтобы найти значения величин: A(w), Aоб(w), Ap(w), Ф(w), Фоб(w), Фр(w)

Полученные данные заносят в таблицу:

Таблица 3 - АФХ объекта регулирования и разомкнутой САР

w	Wоб(jw)		Wp(jw)		W(jw)
w	Aоб(w)	Фоб(w)	Ap(w)	Фр(w)	A(w)	Ф(w)
0	20	0	-	-90	-	-90
0.013	19.6	-14.65	0.8628	-82.23	16.91	-96.87
0.026	18.6	-28.5	0.4431	-74.73	8.24	-103.23
0.04	17.14	-41.22	0.3031	-67.22	5.19	-108.44
0.056	15.31	-54.85	0.2302	-59.54	3.52	-114.39
0.08	12.8	-70.84	0.1814	-49.97	2.32	-120.81
0.12	9.71	-91.86	0.1489	-38.44	1.44	-130.31
0.186	6.75	-118.28	0.1311	-27.11	0.88	-145.39
0.383	3.4	-179.77	0.1201	-13.86	0.41	-193.07
0.4	3.28	-194.68	0.1199	-13.39	0.39	-208.07
0.427	3.09	-223.45	0.1195	-12.57	0.36	-236.02
0.467	2.83	-264.66	0.1191	-11.53	0.337	-276.19
0.523	2.53	-319.51	0.1186	-10.32	0.29	-329.83

По виду годографа выявляют устойчива ли система и в случае её устойчивости находят запасы устойчивости по модулю и фазе.

Запас по модулю

C=1-a;

C=1-0.4772=0.5228;

Вывод: построенный годограф АФХ разомкнутой системы не охватывает на комплексной плоскости точку Б с координатами (-1;j0). Следовательно замкнутая система АР с выбранным ПИ-регулятором устойчива.

2.3 Обоснование выбора типа промышленного регулятора

Выбор конкретного вида регулятора определяется:

1) статическими и динамическими свойствами объекта регулирования;

2) требуемым качеством регулирования;

3) условиями согласования регулятора со смежной аппаратурой;

4) параметрами окружающей среды – температурой, влажностью, вибрацией, наличием магнитных полей, химической агрессивностью, взрывоопасностью и т.п.;

5) надёжностью;

6) условиями обслуживания и ремонта;

7) экологическими показателями;

8) номенклатурой выпускаемых приборов.

При создании новой системы автоматического регулирования желательно комплектовать её приборами агрегатных унифицированных систем, которые включают в себя отдельные типовые блоки со стандартизированными

входными и выходными сигналами, позволяющие составлять разнообразные варианты схем регулирования. Такой подход облегчает проектирование, монтаж, наладку и эксплуатацию систем автоматики и предопределяет их экологическую эффективность.

При выборе приборов по виду используемой для создания управляющего воздействия энергия руководствуется анализом преимуществ и недостатков регулятора
Электрические регуляторы.

Преимущества:

a) питание от централизованных электрических сетей без специальных источников электроснабжения;

b) практически неограниченный радиус действий;

c) независимость рабочих характеристик от температуры и давления окружающей среды;

d) легкость монтажа и демонтажа;

e) значительная стандартизация и лёгкая заменяемость деталей;