ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 145
Скачиваний: 0
где
k\ = -« + ß |
k = |
et + ß |
|
v„ |
Ть RT6 |
Та=- RT(a+ ß) |
Используя систему уравнений (104), находим реальные пере даточные функции по сигналу рассогласования Др и по сиг налу р3:
W±P(s) = k --------_ J s s+l------------= WAP |
(s) 1Г/П(s); |
||
V s — s2 + Г5 (2 + k) s + 1 |
|
||
Wa(s)=- |
Tbs+ 1 |
|
|
s2 + V^ + *)s +t |
|
||
у |
|
||
(Tbs+ 1) \ Ta |
I, 5+1 |
|
|
V s |
s2 + Ts (2 + k)s + 1 |
||
где IK^s) и Wp3 (s) — передаточные функции |
поправок, вноси |
||
мые инерционными звеньями реального регулятора. |
|||
Структурная схема П-регулятора |
приведена |
на рис. 109, о. |
|
Краткие технические характеристики и пределы изменения па раметров рассматриваемого П-регулятора следующие: коэффи циент усиления к изменяется в пределах от 0,03 до 20, смещение контрольной точки составляет ±1%, граничная частота пропус
кания (вгр = ’5tj . П-регулятор марки ПР2.5 выпускается заво
дом «Тпзприбор».
Пропорционально-интегральные регуляторы. На элементах УСЭППА может быть построено несколько модификаций регу ляторов, реализующих пропорционально-интегральный закон (ПИ-регуляторов). Структурно ПИ-регулятор включает пропор циональную часть (П-регулятор) и интегральную часть. Инте гральную часть реализуют путем включения апериодического звена в цепь положительной обратной связи П-регулятора или путем подачи давления с выхода интегрирующего звена в каме ры П-регулятора, куда ранее подавалось давление рг. Регулято ры первого типа имеют взаимосвязанные настройки коэффициен та усиления и постоянной времени интегрирования. Настройки регуляторов второго типа — независимые.
Схема регулятора первого типа представлена на рис. ПО, а. Закон регулирующего воздействия ПИ-регулятора без учета переходных процессов в камерах с дросселями а, ß и б может
197
быть получен путем исключения переменных р' п р ѵ пз системы уравнений, описывающих его работу:
Ту |
dt |
+ Рѵ = р; |
Р/ = Р2 |
|
(105) |
+Рѵ —Рй |
||
Р(р' —Рѵ) = |
р), |
|
откуда
(
P = b(Pi— P a ) + - j - \ ( P i — P2)dt,
'v -0
где k = ß/a.
Р,
р?
Закон регулирующего воздействия ПИ-регулятора второго типа без взаимосвязи настроек (рис. ПО, б) имеет вид
|
|
і |
p = k{pl—p2) + ^ - U p l—p2)dt. |
||
|
v |
«• |
|
* у |
0 |
Это уравнение идеального регулятора может быть получено |
||
из системы уравнений (105), |
если в ней заменить первое урав |
|
нение на |
t |
|
|
|
|
Рѵ= 7 - |
f (P\—Pi)dl |
|
? |
о |
|
198
Передаточная функция реального ПИ-регулятора включает передаточную функцию идеального ПИ-регулятора
|
|
U7H(S) = /e + . |
|
' |
|
|
|
и поправку lFn(s), т. е. |
|
|
V |
|
|
||
W(s) = Wu(s)Wn(s). |
|
|
|||||
|
|
можно определить из |
|||||
Поправочную передаточную функцию |
|||||||
системы уравнений (104), если вместо р3 |
в эту систему ввести |
||||||
интегральную составляющую Ap/Tv s |
(см. схему на рис. ПО, б) |
||||||
и выделить ll^n(s): |
|
|
|
|
T bs - И |
||
W(s) = W„(s)Wn(s) = ( |
^ + k + - |
|
|
|
|||
|
|
|
Tah s2+rs(2 + /0s+l |
||||
|
|
V |
|
|
|
||
Wu(s)= |
1 + |
V |
|
|
|
T &s + |
|
l i T y S + 1 |
T |
|
T- |
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
1 e r ö |
|
|
||
|
|
|
|
|
s~ -b T’g (2 4- k) s -f- 1 |
||
Структурная |
схема |
реального |
ПИ-регул'ятора |
(рис. ПО, в) |
|||
может быть получена из схемы П-регулятора (рис. |
109, б) вве |
||||||
дением интегрирующего звена. Постоянная времени интегриру
ющего звена |
ПИ-регу |
|
||
лятора |
второго |
типа, |
|
|
выпускаемого заводом |
|
|||
«Тнзприбор» |
под мар |
|
||
кой ПР3.21, изменяется |
|
|||
в пределах 3—100 с. |
|
|||
Пропорционально |
|
|||
интегрально |
- |
диффе |
|
|
ренциальные |
регулято |
|
||
ры. Регулятор, |
форми |
|
||
рующий |
ПИД-закон |
|
||
регулирования, |
можно |
|
||
построить |
на |
основе |
|
|
ПИ-регулятора |
и диф |
Р и с . 111. С х е м а П И Д - р е г у л я т о р а н а э л е м е н |
||
ференцирующего звена. |
т а х |
У С Э П П А |
Сигнал р\ с выхода |
|
|
дифференцирующего звена |
подается |
на вход сумматора |
(рис. 111), куда ранее было подано давление р\. Уравнения, опи сывающие работу идеального ПИД-регулятора, имеют вид
p = k{p\—р2) + ръ,
Рз = ^ т ( Р і—Ра); V
р[ ={T'as + 1 )р{,
где k = Té = у-То- , а Та = VJRTa — постоянная времени
апериодического звена дифференциатора.
199
В приведенной системе первое уравнение относится к П-регу-
лятору, второе — к интегратору |
п третье — к |
дифференцирую |
|||
щему звену. Исключая переменные р п р3, |
получим закон из |
||||
менения давления р на выходе ПИД-регулятора |
(закон регули |
||||
рующего воздействия): |
( |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p = k{Pl—p2)+ |
Г (p[ —p2)dt + kT'a- ^ - . |
|
|||
V |
J |
|
|
dt |
|
|
О |
|
|
|
|
ПИД-регулятор рассмотренного типа марки |
ПР3.25 |
выпус |
|||
кается заводом «Тизпрнбор». |
|
|
|
|
можно |
На элементах УСЭППА, как уже отмечалось ранее, |
|||||
реализовать произвольный закон |
регулирования |
[5, 14]. |
Кроме |
||
того, сочетание аналоговых и дискретных элементов позволяет создавать непрерывно-дискретные регуляторы, оптимизаторы и другие регуляторы. Широкие технические возможности УСЭППА позволяют строить II регуляторы с переменной структурой.
5. ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ (АВТОМАТИЧЕСКИЕ ОПТИМИЗАТОРЫ)
В связи с широкой автоматизацией производственных про цессов и необходимостью работы с наивыгоднейшпмп показате лями, удовлетворяющими некоторым критериям качества, в по следнее время начинают находить применение экстремальные регуляторы, пли оптимизаторы.
На современном уровне автоматизации производственных процессов часто требуется решать задачи обеспечения наивыгод-- нейшнх или оптимальных условий протекания технологических процессов. Таким условиям может соответствовать экстремаль ное (максимальное пли минимальное) значение параметра ре гулируемого процесса, например, расхода какого-либо продукта. В качестве регулируемого параметра может быть выбран и неко торый сводный параметр, удовлетворяющий наибольшей эконо мической эффективности процесса. Эти задачи решают с по мощью экстремальных регуляторов, или оптимизаторов. Суще ствуют различные схемы автоматических оптимизаторов на пневматических элементах, отличающиеся, алгоритмом поиска. В качестве примера ограничимся рассмотрением оптимизатора с запоминанием максимума или минимума.
Экстремальный регулятор с запоминанием максимума или минимума. Создание пневматических оптимизаторов началось
спостроения экстремального регулятора непрерывного действия
сзапоминанием максимума [33]. Логическая схема оптимизатора
снепрерывным поиском экстремума и соответствующая ей схе ма на элементах УСЭППА показаны на рис. 112, 113. Давление
ру, пропорциональное текущему значению оптимизируемой ве-
200
личины, поступает на вход элемента П памяти и усилительные реле Р\ и Р2, с выхода которых пневматические сигналы подают ся на элементы ИЛИХп ИЛИ*. Выходной сигнал с элемента ИЛИ-, через элемент задержки 3 поступает на вход элемента ИЛИ\ п одновременно на вход триггера Тг. Выходной сигнал q$ триггера управляет интегратором. Интегратор через усилитель связан с исполнительным органом и определяет направление движения этого органа. При наличии любого из сигналов qu q2y поступающих на вход элемента ИЛИ, осуществляется сброс за
помненного сигнала элемента памяти П. Циклограмма работы регулятора, собранного по приведенной логической схеме, пред ставлена на рис. 114, где показана последовательность измене ний давления в различных точках.
Максимум давления ру фиксируется в камере запоминания элемента П при движении регулирующего органа как «вправо», так и «влево» по статической характеристике. Направление дви
жения меняется на обратное, когда |
р3— рѵ > |
ö. |
При этом на |
выходе элемента ИЛИ2 появляется |
импульс q2 |
, |
который пере |
ключает триггер Тг. Если до подачи импульса q2 давление q$ на выходе триггера было равно 1, то импульс q2 сбрасывает давле ние q3 до 0. Одновременно импульс поступает на вход элемента ИЛТІХи сбрасывает запомненное значение элемента П памяти. В зависимости от динамических свойств объекта выбирается определенная задержка времени, в течение которого удерживает ся импульс q2. При достижении в процессе поиска одного из
Переключениетах, |
рх |
ты, |
Ріт&\ осуществляется переключение |
ограничений рх |
|
регулирующего органа.
осуществляется в случае, когда регулируемый параметр достигает ограничения, пли, например, при аварийном режиме работы.
201