Автоматизированная система регулирования
Элементы автоматизированной системы регулирования (АСР), моделируемые звеньями структурной схемы. Передаточные функции звеньев структурной схемы, ее эквивалентные преобразования. Нахождение переходной характеристики модели АСР. Выбор типа регулятора.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 21.09.2017 |
Размер файла | 245,8 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.
7
Размещено на http://www.allbest.ru/
Исходные данные
Структурная схема:
Рис. 1. Структурная схема АСР частоты вращения гидрогенератора
Элементы АСР, моделируемые звеньями структурной схемы:
1- Генератор, работающий на выделенную нагрузку;
2- Гидравлическая турбина;
3- Усилительно-исполнительный орган регулятора чостоты вращения ротора турбины;
4- Измерительный орган регулятора частоты вращения.
Переменные величины (о. е.):
- частота вращения ротора турбины (генератора);
- вращающий момент турбины;
- момент сопротивления генератора;
- небаланс механических моментов;
- ошибка регулирования;
- регулирующее воздействие на выходе измерительного органа, определяемое алгоритмом регулирования;
- степень открытия направляющего аппарата гидравлической турбины.
Передаточные функции звеньев структурной схемы:
где:
- постоянная времени механической инерции агрегата, отнесенная к номинальной мощности;
- постоянная времени водовода;
- постоянная времени усилительно-исполнительного органа регулятора;
- коэффициент передачи усилительно - исполнительного органа регулятора;
- коэффициенты передачи измерительного органа по первой и второй производным частоты вращения соответственно для ПД и ПДД - регуляторов.
Эквивалентные преобразование структурной схемы
Структурная схема АСР изображается в виде соединенных между собой звеньев с указанием их передаточных функций, точек приложения воздействий (рассматривают АСР с одним задающим и одним возмущающим воздействиями), элементов суммирования и управляемой величины на выходе. Совокупность звеньев структурной схемы с известными передаточными функциями и указанными связями между ними отражает систему дифференциальных уравнений, описывающих происходящее в АСР процессы.
В соответствии с правилами эквивалентного преобразования структурная схема АСР представляются в виде одного звена с эквивалентной передаточной функцией и с обязательным указанием рассматриваемого воздействия на входе и управляемой величины на выходе.
Рис. 2. Структурная схема эквивалентная схеме Рис.1. при входном воздействии.
Рис.3. Структурная схема эквивалентная схеме Рис.1. при входном воздействии.
Рис. 4. Структурная схема эквивалентная схеме Рис.1. при входном воздействии.
Для структурных схем Рис. 2,3,4 эквивалентные передаточные функции соответствено имеют вид (при использовании регулятора типа ПД)
Рис. 5. Структурная схема эквивалентная схеме Рис.1.
Передаточная функция замкнутой системы по задающему воздействию для ПИД-регулятора:
Передаточная функция замкнутой системы по возмущающему воздействию для ПИД-регулятора:
Передаточная функция разомкнутой системы по задающему воздействию:
В выражении передаточной функции целесообразно выделить в явном виде характеристический оператор и операторный коэффициент передачи для передаточных функций.
Для ПИ-регулятора
Передаточная функция замкнутой системы по задающему воздействию:
Передаточная функция замкнутой системы по возмущающему воздействию
Передаточная функция разомкнутой системы:
В выражении передаточной функции целесообразно выделить в явном виде характеристический оператор и операторный коэффициент передачи для передаточных функций.
Для П-регулятора
Передаточная функция замкнутой системы по задающему воздействию:
Передаточная функция замкнутой системы по возмущающему воздействию
Передаточная функция разомкнутой системы: в выражении передаточной функции целесообразно выделить в явном виде характеристический оператор и операторный коэффициент передачи для передаточных функций: .Составим схему заданной системы для дальнейшего исследования. Для этого воспользуемся программой “Classic”.
Построенные схемы представлены на рис.1. Блок 5 введен для реализации возмущающего воздействия и его передаточная функция - 1.
Схема по задающему воздействию:
регулятор передаточное звено эквивалентный
Схема по возмущающему воздействию:
Нахождение переходной характеристики
Путем экспериментального исследования переходной характеристики модели АСР выберем тип регулятора (И, ПИ или ПИД) и осуществим настройку регулятора, при которой обеспечивается затухающий и по возможности монотонный (без перерегулирования и колебательности) переходный процесс с минимальным временем регулирования (при ступенчатых задающем и возмущающем входных воздействиях)
Переходная характеристика для И-регулятора (рис 3).
Рис.3. Переходная характеристика при использовании И-регулятора
Время регулирования: 130.1299 с
Перерегулирование: 41.99%
Данный регулятор не обеспечивает переходный процесс без колебательности и перерегулирования. Время регулирования при его использовании больше допустимого (70 с). Величина перерегулирования находится в допустимых пределах (25%)
Построим переходную характеристику для ПИ регулятора:
Рис. 4. Переходные характеристики при разных kn.
Остановимся на ПИ-регулятора с параметром kn=16 т.к. он обеспечивает приемлемое время регулирования и требуемый характер переходного процесса. ПИД-регулятор более сложный, поэтому его использовать в данном случае нежелательно.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Математическая модель САР в виде систем дифференциальных уравнений. Представление линейной математической модели САР в виде взвешенного сигнального графа и структурной схемы. Нахождение главного оператора с помощью правил преобразования структурной схемы.
курсовая работа [435,3 K], добавлен 01.10.2016Система автоматического регулирования для объекта управления. Принципиальные схемы устройства сравнения и регулятора. Передаточные функции системы. Оптимальные параметры регулятора по минимуму линейной и квадратической интегральной оценки ошибки.
курсовая работа [778,0 K], добавлен 27.08.2012Знакомство с основными этапами разработки системы автоматического регулирования. Особенности выбора оптимальных параметров регулятора. Способы построения временных и частотных характеристик системы автоматического регулирования, анализ структурной схемы.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 17.05.2013Статическая и динамическая характеристика объекта регулирования. Расширенные частотные характеристики. Выбор и расчет параметров настройки регулятора. Передаточные функции системы. Методы проверки устойчивости системы, построение переходных процессов.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 25.08.2010Передаточные функции звеньев. Оценка качества регулирования на основе корневых показателей. Исследование устойчивости системы. Построение переходного процесса и определение основных показателей качества регулирования. Параметры настройки регулятора.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 05.03.2015Временная избыточность цифровых систем управления. Построение структурной схемы. Преобразование структурной схемы и определение показателей надёжности. Расчет вероятности безотказной работы системы. Программный комплекс автоматизированного расчета.
дипломная работа [3,9 M], добавлен 16.06.2015Передаточные функции, используемые в функциональной схеме. Сравнивающее суммирующее устройство. Структурная и функциональная схемы систем автоматического регулирования. Анализ управляемости и наблюдаемости. Выбор критерия оптимальности и ограничений.
контрольная работа [535,2 K], добавлен 20.12.2012Логарифмические частотные характеристики. Передаточные функции следящих систем. Передаточные функции в обобщенной структурной схеме радиотехнической следящей системы. Типовые динамические звенья. Логарифмическая амплитудно-частотная характеристика.
реферат [100,0 K], добавлен 21.01.2009Выбор регулятора для объекта управления с заданной передаточной функцией. Анализ объекта управления и системы автоматического регулирования. Оценка переходной и импульсной функций объекта управления. Принципиальные схемы регулятора и устройства сравнения.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 03.09.2012Анализ структурной схемы системы передачи информации. Помехоустойчивое кодирование сигнала импульсно-кодовой модуляции. Характеристики сигнала цифровой модуляции. Восстановление формы непрерывного сигнала посредством цифро-аналогового преобразования.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 14.11.2017Работа регулятора линейного типа, автоматического регулятора, исполнительного механизма, усилителя мощности, нормирующего преобразователя. Составление алгоритмической структурной схемы системы автоматического управления. Критерий устойчивости Гурвица.
контрольная работа [262,6 K], добавлен 14.10.2012Виды автоматизированного регулирования оптических дисковых систем. Передаточные функции звеньев. Характеристика сигнала расфокусировки, полученного методом ножа Фуко. Расчёты передаточных функций звеньев и функций замкнутой и разомкнутой системы.
курсовая работа [126,8 K], добавлен 25.01.2011Составление структурной схемы электропривода с непрерывным управлением. Выбор элементов системы автоматизированного непрерывного регулирования. Моделирование двухконтурной системы по току якоря. Расчет контура регулирования по скорости вращения вала.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.01.2015Система сбора и преобразования информации, автоматизация проектных работ. Выбор и обоснование структурной схемы системы. Ручной расчет схемы электрической принципиальной. Параметры помехоустойчивого кода, расчет фильтра, характеристика аналоговой части.
курсовая работа [709,9 K], добавлен 07.10.2011Нахождение по заданной структурной схеме и известным выражениям для передаточных функций динамических звеньев передаточной функции. Исследование устойчивости системы, проведение ее частотного анализа и преобразования, расчет переходных процессов.
курсовая работа [302,7 K], добавлен 13.05.2009Описание структурной схемы и оценка устойчивости нескорректированной системы. Осуществление синтеза и разработка проекта корректирующего устройства для системы автоматического регулирования температуры подаваемого пара. Качество процесса регулирования.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 11.08.2012Применение системы автоматического регулирования (САУ) на примере процесса производства кефира. Разработка структурной схемы и математической модели САУ. Повышение качества процесса регулирования с помощью синтеза САУ и корректирующих устройств.
курсовая работа [692,9 K], добавлен 17.03.2013Понятие структурной схемы и ее звеньев, основные типы соединений. Правила преобразования структурных схем линейных систем. Вычисление передаточной функции одноконтурной и многоконтурной систем. Порядок переноса и перестановки сумматоров и узлов схем.
реферат [204,6 K], добавлен 31.01.2011Техническая характеристика конвейерного транспорта, разработка системы автоматического управления. Выбор силового электрооборудования. Построение структурной схемы регулирования тока, контура регулирования скорости. Синтез системы векторного управления.
курсовая работа [842,6 K], добавлен 27.03.2013Определение параметров схемы контура тока, влияние статической ошибки по скорости на качественные показатели. Структурная схема контура скорости, определение структуры и параметров регулятора. Принципиальная схема регулятора. Выбор величины емкости.
контрольная работа [398,8 K], добавлен 07.08.2013