Режимы работы автоматических систем

Системы автоматического регулирования имеют два основных режима работы: установившийся (статический) и переходный (динамический).

• Установившийся режим – это режим, при котором система находится в состоянии покоя, так как все параметры характеризующие процесс регулирования остаются неизменными во времени. Любой объект автоматизации (дизель, котел и тп)характеризуется количеством энергии или количеством рабочего вещества, проходящего через него в единицу времени. Режим, при котором устанавливается равенство, между притоком и расходом энергии или рабочего вещества, называется установившимся. Он характеризуется постоянством регулируемых величин во времени. Установившийся режим может быть нарушен, например изменением нагрузки. Показателем установившегося режим , автоматической системы является его характеристика y=f(x), которая называется уравнением статики. Под статической характеристикой понимается зависимость, установившегося значения выходной величины y₀ от установившегося значения входной величины X₀. Статические характеристики автоматической системы зависят от статических характеристик, составляющих систему элементов. Элементы системы могут иметь линейную и нелинейную характеристику. Линейная статическая характеристика представляет собой прямую, проходящую под углом «a» (альфа) к горизонтальной оси, а его тангенс определяет коэффициент передачи элемента. K = tg( ). При нелинейной характеристики коэффициент передачи выражает крутизну статической характеристики и определяется как отношение приращений выходной величины ∆Y к входной∆ X. Определяются через дифференциалы, заменяют рабочий участок характеристики отрезком касательным к характеристики. Такой процесс называется линеаризацией. Работа линейного элемента характеризуется постоянным коэффициентом передачи, а нелинейное – переменным, зависящей от X. Коэффициент может иметь ту или иную размерность или быть безразмерной величиной. Если входные и выходные элемента системы, имею одинаковую размерность, то коэффициент передачи называется коэффициентом усиления.

Порог чувствительности

Минимальное значение входной величины, которое может вызвать изменение выходной величины, называется порогом чувствительности. Интервал ∆Х между порогами чувствительности называется зоной нечувствительности. Это изменение регулируемого параметра, на которые система не реагирует. Нечувствительность вызывается наличием сил трения, зазорами в механических передачах, гистерезисом, погрешность. Разность между установившимся фактическим значением регулируемой величины и ее номинальным значением называется статической ошибкой или погрешностью системы. Она может быть положительной или отрицательной и вызывается погрешностью входящих в нее элементов. Разность между максимальным и минимальным значениями регулируемой величины называется зоной неравномерности, а отношение

Переходный процесс

Во время эксплуатации установившийся режим работы объекта нарушается различными возмущающими воздействиями. Наступает режим при котором входная и выходная величины не остаются постоянными во времени, такой режим называется динамическим. Новый установившийся режим достигается не сразу, а в течении некоторого промежутка времени, причем длительность перехода и характер изменения значений регулируемых величин будут разными для различных объектов автоматизации. Режим перехода системы, из одного установившегося состояния в другое называется переходным процессом. Переходный процесс является частным случаем динамического режима. Динамический режим является основным режимом работы автоматических систем.

Скока-то пропущено

Графоаналитический метод определения устойчивости (частотный. Метод Найклиста)

Метод определения устойчивости с помощью амплитудно-фазовых характеристик заключается в оценке вида годографа, передаточного коэффициента разомкнутой системы, то есть об устойчивости замкнутой системы судят по поведению разомкнутой системы. Критерий Найклиста: для устойчивости замкнутой системы автоматического регулирования необходимо и достаточно, чтобы частотный годограф (амплитудно-фазовая частотная характеристика) комплексного передаточного коэффициента разомкнутой системы при изменении частоты не охватывал точку с координатами 1;j0. Достоинством этого метода является его наглядность и возможность экспериментального определения частотных характеристик, как отдельных звеньев, так и системы в целом. Устойчивость системы должна быть обеспечена с некоторым запасом гарантирующие сохранение ею устойчивости, при изменении внешних условий в определенных пределах. Так как устойчивая система, находящаяся на грани устойчивости или вблизи нее может оказаться непригодной для практического использования изменение тех или иных факторов может так изменить параметры системы что она станет неустойчивой. Чем дальше от точки с координатами 1;j0 проходит годограф комплексного коэффициента передачи разомкнутой системы разумеется не охватывая эту точку тем большим запасом устойчивости будет обладать система в замкнутом состоянии.

Назначение корректирующих устройств и способы их включения

Для повышения устойчивости и улучшения динамических свойств в их состав вводят дополнительные устройства, называемые корректирующими. Эти устройства представляют собой звенья со специально подобранными передаточными функциями. Конструкция корректирующих устройств позволяет менять их параметры в широких пределах. Способы включения корректирующих устройств могут быть различными, в зависимости от того, какой недостаток системы требуется исправить. В зависимости от способа включения корректирующие устройства подразделяются на:

• Последовательные

При этом способе корректирующее звено включается последовательно в цепь передачи управляющего воздействия. Последовательную коррекцию используют чаще всего для обеспечения необходимого запаса устойчивости систем и для снижения ошибок.

• Параллельные

Замкнутая САР обязательно должна иметь обратную связь. Цепь воздействия регулятора на объект регулирования – это прямая цепь. Воздействие объекта регулирования на регулятор соответствует главной обратной связи. К параллельным корректирующем устройством относятся устройства, включаемые параллельно главной обратной связи. Они образуют местные обратные связи охватывающие одно или несколько звеньев системы.