Статические характеристики
Характеристика статических свойств системы автоматического управления. Порядок описания уравнения зависимости выходного состояния объекта управления от постоянных. Понятие статического и астатического регулирования. Расчет элементов системы управления.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | доклад |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.12.2013 |
| Размер файла | 40,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Федеральное агентство морского и речного транспорта
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образовании
Государственный Университет Морского и Речного Флота имени адмирала С.О. Макарова
Доклад на тему:
«Статические характеристики»
Выполнил: курсант 454 группы
Золотарев В.А.
Проверил: преподаватель
Лукин
Санкт-Петербург 2013
1. Статические характеристики систем управления
Изучение статических свойств системы автоматического управления играет значительную роль в оценке стабильности (статической точности) системы при ее функционировании в установившемся режиме. Знание требуемой точности влияет на выбор исходной структуры и параметров проектируемой системы стабилизации, регулируемой в широком диапазоне изменения скорости электропривода. Под исходной структурой будем понимать систему, включающую объект управления и обратные связи, формирующие необходимые статические характеристики в заданном диапазоне регулирования скорости.
Стабильность статических характеристик зависит от возмущающих воздействий на систему. В частности, основным возмущающим воздействием в системе управления электроприводом является нагрузка на валу электродвигателя, обусловливающая изменения заданной скорости
2. Виды статических характеристик
Режим работы систем, в котором управляемая и все промежуточные величины не изменяются во времени, называется статическим (установившимся) и описывается уравнениями зависимости выходного состояния объекта управления от постоянных (независимых от времени) значений управляющих воздействий u и любых других дестабилизирующих факторов f. Уравнения этой зависимости вида y = F(u,f) называются уравнениями статики систем. Соответствующие им графики называются статическими характеристиками.
Рис. 1 Статическая характеристика САУ
Статическая характеристика звена с одним входом u может быть представлена кривой y = F(u). Если звено имеет второй вход по возмущению f, то статическая характеристика задается семейством кривых y = F(u) при различных значениях f, или y = F(f) при различных u (рис.1).
Примером функционального звена системы регулирования уровня воды в баке может быть обычный рычаг с поплавком. Уравнение статики для него имеет вид y = K u. Функцией звена является усиление (или ослабление) входного сигнала в K раз. Коэффициент K = y/u, равный отношению выходной величины к входной, называется коэффициентом усиления звена. Если входная и выходная величины имеют разную природу, его называют коэффициентом передачи. Звенья с линейными статическими характеристиками называются линейными. Статические характеристики реальных звеньев систем, как правило, нелинейные. Для них характерна зависимость коэффициента передачи от величины входного сигнала: K=y/ u ? const, которая может быть выражена какой-либо математической зависимостью, задаваться таблично или графически. Если все звенья системы линейные, то система имеет линейную статическую характеристику. Если хотя бы одно звено нелинейное, то система нелинейная.
Рис. 2
3. Статическое и астатическое регулирование
Если на управляемый процесс действует возмущение (дестабилизирующий фактор) f, то значение имеет статическая характеристика системы в форме y = F(f) при y0 = const. Возможны два характерных вида этих характеристик (рис. 2.2.2). В соответствии с тем, какая из двух характеристик свойственна данной системе, различают статическое и астатическое регулирование.
Рассмотрим систему регулирования уровня воды в баке. Возмущающим фактором системы является поток Q воды из бака. Пусть при Q = 0 имеем y = y0 сигнал рассогласования по заданному уровню воды =0. Звено управления Р системы (регулятор) настраивается так, чтобы вода при этом в бак не поступала. При Q ? 0, уровень воды понижается (?0), поплавок опускается и открывает заслонку, в бак начинает поступать вода. Новое состояние равновесия достигается при равенстве входящего и выходящего потоков воды. Следовательно, при Q ? 0 заслонка должна быть обязательно открыта, что возможно только при каком-то новом уровне воды y1, при котором =К (y0-y1) ?0. Причем, чем больше Q, тем при больших значениях устанавливается новое равновесное состояние. Статическая характеристика системы имеет характерный наклон (рис. 2.2.2б).
Статические регуляторы работают при обязательном отклонении регулируемой величины y от требуемого значения у0 . Это отклонение тем больше, чем больше возмущение f, и называется статической ошибкой регулятора. Чем больше коэффициент передачи К регулятора, тем на большую величину будет открываться заслонка при одних и тех же значениях обеспечивая большую величину потока Q, при этом статическая характеристика системы пойдет более полого. Поэтому для уменьшения статической ошибки надо увеличивать коэффициент передачи регулятора. Этот параметр регулирования получил название коэффициент статизма d и равен тангенсу угла наклона статической характеристики, построенной в относительных единицах:
управление статический автоматический
d = tg() = y / yн) / (f/fн) ,
где yн, fн - точка номинального режима системы. При достаточно больших значениях К имеем d 1/K
Астатический регулятор применяется, если статическая ошибка регулирования недопустима и регулируемая величина должна поддерживать постоянное требуемое значение независимо от величины возмущающего фактора. Статическая характеристика астатической системы не имеет наклона. Для того чтобы получить астатическое регулирование, необходимо в регулятор включить астатическое звено. Астатическое звено отличается тем, что каждому значению входной величины может соответствовать множество значений выходной величины. Так, для регулирования уровня воды в астатическом режиме может быть применен импульсный двигатель. Если уровень воды понизится, то появившееся значение включит импульсный двигатель и он начнет открывать заслонку до тех пор, пока значение не станет равным нулю (по определенному порогу). При поднятии уровня воды значение сменит знак, и запустит двигатель в противоположную сторону, опуская заслонку.
Астатические регуляторы не имеют статической ошибки, но они инерционны, сложны конструктивно и более дороги.
Обеспечение требуемой статической точности регулирования является первой основной задачей при расчете элементов системы управления.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Разработка системы автоматического управления, позволяющей утилизировать тепловую энергию. Параметры разрабатываемой регулируемой системы. Определение элементной базы и расчет передаточных функций выбранных элементов. Расчет датчика обратной связи.
курсовая работа [808,0 K], добавлен 13.10.2011Описание схемы электрической принципиальной. Составление дифференциальных уравнений, определение передаточных функций и составление структурных схем элементов системы автоматического управления. Расчет критериев устойчивости Гурвица и Михайлова.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 09.08.2015Применение автоматизированных систем управления. Технический, экономический, экологический и социальные эффекты внедрения автоматизированной системы управления технологическими процессами. Дистанционное управление, сигнализация и оперативная связь.
курсовая работа [479,2 K], добавлен 11.04.2012Определение передаточных функций звеньев системы: шарико-винтовой передачи и редуктора. Суммарный фазовый сдвиг, соответствующий максимальному перемещению. Расчет передаточных функций системы автоматического управления. Синтез корректирующих звеньв.
курсовая работа [169,9 K], добавлен 15.01.2015Линеаризация уравнения маятника. Передаточная функция объекта управления, математическая модель в переменном состоянии. Построение корневого годографа системы с пропорциональным управлением. Расчет системы с учетом инерционности датчика скорости.
курсовая работа [749,3 K], добавлен 28.11.2011Выбор силовой части электропривода. Оптимизация контуров регулирования: напряжения, тока и скорости. Статические характеристики замкнутой системы. Расчет динамики электропривода. Расчет его статических параметров. Двигатель и его паспортные данные.
курсовая работа [357,2 K], добавлен 15.11.2013Сущность и порядок внедрения экспериментального метода построения частотных характеристик для сложного объекта автоматического регулирования, его особенности и расчеты. Применение аппаратных средств определения амплитудно-фазовых характеристик звеньев.
лабораторная работа [399,5 K], добавлен 26.04.2009Релейно-контакторные системы управления. Механическая постоянная времени электропривода. Расчет основных элементов пусковых цепей. Замкнутые системы управления электроприводами. Программируемые логические контроллеры. Системы непрерывного управления.
презентация [1,9 M], добавлен 21.10.2013Моделирование статических нерасчетных режимов теплообменных аппаратов. Расчет статических характеристик ступени охлаждения. Моделирование движения реального рабочего вещества во вращающихся каналах. Расчет рекуперативного теплообменного аппарата.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 01.03.2015Классификация систем управления электроприводом по способу регулирования скорости. Принцип включения тиристорных регуляторов напряжения. Основные узлы системы импульсно-фазового управления. Расчет системы ТРН-АД с подчиненным регулированием координат.
презентация [384,5 K], добавлен 27.06.2014Анализ систем автоматизации. Разработка информационно-управляющей системы котлотурбинного цеха котельной. Параметрический синтез системы автоматического регулирования. Расчет затрат на внедрение оборудования. Выбор настроек для регулятора питания.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 03.12.2012Анализ электрической цепи: обозначение узлов, токов. Определение входного и выходного сигналов, передаточной характеристики четырехполюсника. Структурная схема системы управления. Реакции системы на единичное ступенчатое воздействие при нулевых условиях.
контрольная работа [398,1 K], добавлен 05.07.2014Математическая модель системы в пространстве состояния, её структурная схема и сигнальный граф объекта управления (ОУ). Эквивалентная схема ОУ. Передаточная функция формирующего фильтра, прямые и косвенные оценки качества ОУ по полученным зависимостям.
реферат [903,1 K], добавлен 11.03.2012Изучение устройства автоматического управления освещением, построенного на акустическом и фотоэлектрическом датчиках. Характеристика применения датчиков относительного и абсолютного давления, зависимости чувствительности транзистора от длины волны света.
курсовая работа [725,2 K], добавлен 04.12.2011Техническая характеристика котлоагрегата ТП-38. Синтез системы управления. Разработка функциональной схемы автоматизации. Производстенная безопасность объекта. Расчет экономической эффективности модернизации системы управления котлоагрегатом ТП-38.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 30.09.2012Система автоматического управления электроприводом. Управление процессами пуска, торможения и реверсирования. Защита от кратковременных и длительных перегрузок и перенапряжений. Способы воздействия на объект регулирования. Число контуров регулирования.
лекция [703,4 K], добавлен 19.02.2014Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя изменением напряжения на статоре. Выбор силового электрооборудования. Структурная схема объекта регулирования. Описание схемы управления электропривода, анализ статических и динамических режимов.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 15.01.2014Разработка функциональной и принципиальной схем системы управления электропривода. Выбор типа управляющего устройства, источников питания, силовых ключей, коммутационной аппаратуры, элементов управления. Разработка программы управляющего устройства.
курсовая работа [498,3 K], добавлен 12.03.2013Уравнения динамики разомкнутой системы автоматического регулирования в операторной форме. Построение динамических моделей типовых регуляторов оборотов ГТД. Оценка устойчивости разомкнутых и замкнутых систем. Алгебраические критерии Рауса и Гурвица.
контрольная работа [474,3 K], добавлен 13.11.2013Расчет и построение полной диаграммы работы электропривода. Расчет динамического торможения электродвигателя. Определение сопротивлений секций реостата. Расчет времени работы ступеней реостата. Разработка принципиальной схемы автоматического управления.
курсовая работа [599,4 K], добавлен 11.11.2013
