Файл: Юсупбеков Н.Р. Автоматизация технологических процессов производства растительных масел.pdf

/

Рис. 10. Многоконтурная система регулирования с воздействием:

работать таким образом, чтобы в нормальных условиях, когда уровень жидкости расположен ниже предельной отметки, выходной сигнал регулятора уровня имел наименьшее значение. В схеме предусмотрено избира­ тельное реле, пропускающее наибольший из поступа­ ющих на его входы сигналов. В случае, когда выход регулятора уровня имеет минимальное значение, гла­ венствующую роль избирательное реле отводит регу­ лятору расхода. Если уровень жидкости поднимается выше предельной отметки, выходной сигнал регулятора уровня, минуя избирательное реле, открывает регули­ рующий орган исполнительного механизма на линии стока жидкости, предотвращая тем самым возможный

G9

Г Л А В А II

РАСЧЕТ ОПТИМАЛЬНЫХ НАСТРОЕК АВТОМАТИЧЕСКИХ РЕГУЛЯТОРОВ

ЗАКОНЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ

Входной сигнал, проходя через объект регулирова­ ния, деформируется и задерживается. Выходная вели­ чина уменьшается по амплитуде и отстает по фазе по сравнению с входным сигналом. С целью компенсации этих явлений объект регулирования оснащают автома­ тическим регулятором, который увеличивает амплитуду и сообщает опережение по фазе выходному сигналу. Качество переходного процесса зависит от характери­ стик объекта регулирования и регулятора. Характерис­ тика регулятора определяется законом регулирования и настройками регулятора. Под законом регулирования понимают зависимость между управляющим (или регу­ лирующим) воздействием и регулируемой величиной при условии неизменности параметров настроек регу­ лятора.

Автоматические регуляторы подразделяют на уст­ ройства дискретного (или импульсного) и непрерыв­ ного действия.

В автоматических регуляторах дискретного действия выходная величина регулятора представляет собой пос­ ледовательность импульсов, амплитуда, частота и дли­ тельность которых зависит от текущего значения регу­

вия между входной и выходной величинами существу­ ет однозначная функциональная зависимость.

Устройства непрерывного действия применяют для регулирования отдельных типовых технологических процессов. Регуляторы же дискретного действия ис­ пользуют для управления совокупностью типовых про­ цессов.

71

расстоянии, равном тс. АФХ регулятора — вектор дли­ ною S4, повернутый против часовой стрелки на угол, равный тс.

Однако оснащение объектов регулирования статисти­ ческими регуляторами не обеспечивает постоянства зна­ чения регулируемой величины при различных нагруз­ ках объекта. Подобная система автоматического регу­ лирования характеризуется наличием статической ошибки, зависящей от конкретного значения параметра настройки регулятора S,; причем, чем больше 5,, тем меньше статическая ошибка регулирования. Вместе с тем чрезмерное увеличение коэффициента усиления регулятора приводит к медленно затухающему вынуж­ денному переходному процессу в системе. Кривая 3 переходного процесса характерна для САР, у которых величина настройки мала. Система в этом случае характеризуется неприемлемо большим остаточным от­ клонением. Выбор,очевидно, необходимо остановить на том значении параметра настройки Sit при котором пропорциональный регулятор обеспечивает переходный процесс в системе, изображенный в виде кривой 2. В такой системе остаточное отклонение регулируемой ве­ личины и длительность переходного процесса неве­ лики.

Коэффициент усиления регулятора численно равен относительному перемещению регулирующего органа исполнительного механизма под действием командного сигнала регулятора при отклонении регулируемой ве­ личины на единицу ее изменения. На практике для характеристики регулятора используют понятие преде­ ла пропорциональности или диапазона дросселирования, представляющего величину, обратную коэффициенту усиления регулятора и выраженную в процентах. Если

вая разгона П- регулятора при нанесении на его входе ступенчатого возмущения. Из рисунка следует, что регулирующий орган системы, содержащей П- регуля­ тор, под действием возмущения скачком перемещается

73

Рис. 11. Характеристики П-регулятора:

из одного положения в другое. В результате такого перемещения мы получим одну из разновидностей пе­ реходных процессов (если объект регулирования — ус­ тойчивый).

Интегральный закон регулирования, называемый И- регулированием, описывается уравнением:

где S0— коэффициент передачи регулятора, реализую­ щего данный закон регулирования.

Коэффициент 50 (настроечный параметр регулятора) характеризует скорость срабатывания исполнительного механизма, сочлененного с И- регулятором, при нали­ чии отклонения регулируемой величины у.

Рассматриваемый закон подразумевает, что регуля­ тор воздействует на объект регулирования со скоро­ стью, пропорциональной отклонению регулируемого па­ раметра у.

Знак минус в уравнении (87) показывает, что ре­ гулирующее воздействие, вырабатываемое автоматиче­ ским регулятором, устраняет отклонение выходного па­ раметра объекта регулирования.

Устройства, реализующие данный закон регулиро­ вания, называют астатическими или интегральными регуляторами (И-регуляторы).

Если проинтегрировать выражение (87), то получим

где x 0— регулирующее воздействие при исходном по­ ложении регулирующего органа исполнитель­ ного механизма.

Из уравнения (88) следует, что астатические регу­ ляторы представляют собой интегрирующие звенья.

Если к выражению (87) применить преобразование Лапласа, то получим передаточную функцию астатичес­ кого регулятора.

75