Файл: Страшун А.З. Программные регуляторы технологических процессов.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 31

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

нарушение ее работы. Поэтому целесообразно стабили ­

зировать напряжение питания при небольших

 

требова ­

ниях к

стабилизации

напряжения

сети; точность с т а б и ­

лизации должна

быть порядка ±

( 3 — 5 ) % .

 

 

Минимальная

ширина полосы

графика

связана с

типом

примененного

сопротивления;

для

задатчика

Р У - 5 - 0 1 / 0 2

ширина

графика

может

быть

3

— 4 мм.

Однако

ее следует делать несколько

больше —

порядка

8 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

Погрешность ординаты времени зависит от точности продвижения ленты, которая определяется качеством

лентопротяжного

механизма,

его настройкой ( э т о

о с о ­

бенно важно, если

применена

рулонная л е н т а ) , а

также

постоянством частоты напряжения питания синхронного двигателя, протягивающего ленту.

Для обеспечения большей точности нанесения про ­ граммной кривой ширина ленты должна быть достаточно большой; при ширине ленты стандартных приборов К С 2 равной 1 6 0 мм погрешность по нанесению программной кривой составляет 0 , 1 5 % .

Программное устройство такого типа' предназначено для работы в приборной системе регулирования. Система комплектуется автоматическими приборами, имеющими

*дополнительный реохорд-датчик со 1 0 0 % зоной пропор­

циональности; в качестве регулирующих

устройств м о ­

гут быть

применены Р У 4 - 1 1 М и др.

с

источником

питания

реохорда-датчика. Программное

устройство

может быть применено также в системе прецизионного регулирования, например, Р е д м е т - 2 0 1 . Основные х а ­ рактеристики устройства следующие: основная погреш­

ность выходного сигнала i 0 , 5 % ;

скорость

продвижения

программоносителя 2 0 — 2 4 0 0

мм/час;

погрешность

скорости

продвижения п р о г р а м м о н о с и т е л я ! 0 , 5 % ;

время

пробега

кареткой всей шкалы не более 1 0 сек;

о б е с п е ­

чивается удобное повторение программы, а также в е д е -

Разработано в ГС КБ С К А (г. Ленинград).

1 1 1

ние

программы

вручную;

габариты

устройства: ширина

 

2 4 0

мм, высота

3 2 0 мм, глубина 4 8 2 мм .

 

 

 

Следует указать, что программоноситель может быть

 

выполнен не только в виде ленты,

но и в виде дисковой

-

диаграммы.

Тогда задание

наносится в полярных

к о о р ­

 

динатах. Метрологические

характеристики

задатчика в

 

э т о м случае хуже, время программирования будет

м е н ь ­

 

ше; габариты передней панели возрастают.

 

 

 

 

Качество обеспечения программы зависит от т о ч н о ­

 

сти продвижения ленты. Оно может быть

улучшено,

 

если применить не бумажную ленту,

а ленту на

основе

 

батистовой кальки. Фотоголовка может выполняться на

 

проходящем свете и на отраженном свете; в первом

 

случае осветитель и фотосопротивление расположены с

 

двух сторон ленты; во втором варианте фотоголовка р а с ­

 

положена с одной стороны ленты;

фотосопротивление

 

укреплено

под

некоторым

у г л о м к осветителю. Степень

 

освещенности фотосопротивления зависит от прозрачно­

 

сти

(или отражающей способности)

ленты.

 

 

 

 

Фотосопротивление должно обладать наибольшей крат­

 

ностью изменения сопротивления-,- например,

сернисто -

 

кадмиевое

фотосопротивление

типа

ФСК

имеет

крат ­

 

ность

порядка

1 0 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Применяя

осветитель

в

виде

лампочки

накаливания

••

С Ц 7 6 (диаметр

1 2 мм,

длина

2 4 м м ) можно получить

 

коэффициент

передачи

фотоголовки

1 5 — 2 0

ком/мм.

 

Фотосопротивление

включено в мостовую схему. В т о -

(

рое

плечо

моста

выполнено в виде активного

сопротив ­

 

ления,

а

два

другие

плеча

моста

образованы

двумя

 

половинами первичной обмотки трансформатора. Напря­

 

жение питания моста выбирается таким, чтобы мощ ­

 

ность, рассеиваемая фотосопротивлением, не превышала

 

допустимую.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент передачи моста

2 0 — 3 0 мв/ком.

 

 

Смещение фотоголовки на 0 , 1 мм дает сигнал

р а з ­

 

баланса на вторичной обмотке входного трансформато­

 

ра порядка

3 0

мв.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как коэффициент передачи транзисторного у с и л и ­

 

теля равен 4 — 7 , то на управляющей обмотке

реверсив -

 

1 1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с т а в л я ет собой апериодическое звено первого порядка с передаточной функцией

Was (/>)-sr-

где k— коэффициент передачи фоточувствительного элемента, ТфЪ— постоянная времени фоточувствитель­ ности элемента .

Передаточная функция исполнительного двигателя 7 представляется в большинстве случаев последователь ­ ным соединением интегрирующего звена и апериодиче­ ского звена первого порядка:

где kxa — коэффициент передачи двигателя,

Тла —

электромеханическая постоянная времени

двигателя.

Сучетом э т о г о передаточная функция разомкнутой

фотоэлектрической следящей системы будет

W (р)

Р (Тявр + \) <Тфэр + I)

Фотоэлектрическая следящая система описывается в общем случае дифференциальным уравнением т р е т ь е г о порядка и является системой с астатизмом первого порядка.

Рассмотрим методику расчета таких систем с точки зрения обеспечения требуемой точности слежения и допустимого быстродействия, считая в первом прибли­ жении систему линейной. Под быстродействием понима­ ется максимально возможная скорость перемещения диаграммной ленты при максимальном у г л е наклона участков программы к оси, параллельно которой п е р е ­

мещается подвижная каретка.

 

Передаточная функция замкнутой

фотоследяшей с и ­

стемы

 

 

I +• W (р)

ТфТАлр1 + ( 7 ф Э

4 - Тла) р*

1 1 4

где

k = /гфК £фЭ £у £;в Ар — добротность

следящей

с и ­

с т е м ы .

 

 

 

 

Характеристическое уравнение

системы

 

 

V M

p * + (Г,,,, + Тяи)р9-

Н- р

-г к = 0.

 

Величина

k при определенных

7фЭ

и 7*л в , при

к о т о ­

рой обеспечивается устойчивая работа следящей

с и с т е ­

мы

и ориентировочно могут быть достигнуты желаемые

динамические характеристики, может быть получена, исходя из соотношений И. А . Вышнеградского для систем т р е т ь е г о порядка:

Коэффициенты И. А . Вышнеградского:

'{•л 7, д1 1 27'( |,э =А ' '(' Г^.ГфэАг2

Уравнение, определяющее границы области устойчиво­ сти, имеет вид:

АВ — 1 — о,

т. е.

7дв т T<\VJ _ ^ _

Т д в ^ ф э ^

Отсюда

^^ЛВ 4 " 7"фЭ

^л в ^ ф э

Уравнение границы области апериодического переход­ ного процесса, т. е. области, в которой характеристиче­ ское уравнение имеет лишь чисто вещественные отрица­ тельные корни, имеет вид:

А-В--ЦА*

+ £•••) + 1 8 Л й - 2 7 = 0

или

( 7 д

Л|.э): — 4

' фэ

= 0.

 

'Т1ВТ1эк

ТАК Т<\ък'2

 

 

8 '

1 1 5

П о с ле преобразования уравнение примет вид:

27TlaTfck--{

[4(7-Л „

7 - l | l s ) : ' - 1 8 ( ^ B

! Г ф э ) ГД1, Г,,,,]/<-

 

 

 

 

 

 

 

 

- ( т ф э - т я а у - = о.

Графическое решение

этог о уравнения приведено на

рис.

5 6 , 6

(для

областей

реальных

значений

Г,\,в)-

Зная

Т1Н

 

и Г,|,э

и определив по кривым рис. 5 6 , б

допу ­

стимое

значение

к,

можно вычислить значения коэффи­

циентов

ошибки

Системы

по

скорости и ускорению. С о ­

ставляющими ошибки более высоких порядков с д о с т а ­

точной для

практики точностью можно

пренебречь.

Для системы

с астатизмом первого порядка

с, = j - и

c.j =z 2 k

fc

г д е 0 , 1 — с У м м а

постоянных

времени в знаменателе, а

/?, —. в числителе

передаточ ­

ной функции. В рассматриваемом случае

= 0 и

По

величинам сх и

с2 и в е л и -

чинам скоростей и ускорений задаваемой по программе регулируемой величины могут быть определены скоро ­ стная ошибка, ошибка по ускорению и суммарная ошиб­ ка, характеризующая точность слежения за програм ­ мной кривой.

Практически фотоследяшие системы не являются строго линейными, в их составе присутствуют звенья с нелинейными статическими характеристиками: у с и л и ­ тель, исполнительный двигатель, редуктор, учет н е л и ­ нейности которых, однако, не меняет общей качествен ­ ной картины. С точки зрения определения погрешности слежения существенным является лишь учет нелиней­ ности типа "зоны нечувствительности", наибольшая величина которой имеет место на статической харак ­ теристике исполнительного двигателя . Наличие нели ­ нейности подобного вида приводит к появлению допол -

1 1 6

Смотрите также файлы