- •Теория автоматического управления
- •1.Анализ следящей системы
- •1. Передаточные функции элементов системы (звеньев)
- •2. Построение частотных характеристик
- •3. Исследование системы на устойчивость
- •4. Оценка точности сау
- •5. Показатели качества переходного процесса
- •2.Варианты систем управления
- •1 Рис. 9. Система автоматического регулирования угловой скорости и вращения коленчатого вала дизеля. . Система регулирования угловой скорости вращения коленчатого вала дизеля
- •2. Система автоматического регулирования угловой скорости вращения гидротурбины
- •3. Система автоматического регулирования концентрации сернистого газа на заводах серной кислоты
- •4. Схема программного регулятора температуры теплообменника
- •5. Система автоматической стабилизации продольного канала самолета (автопилот)
- •6. Система стабилизации напряжения генератора
- •7. Следящая система копировально-фрезерного станка
- •8. Регулятор скорости вращения электрического двигателя
- •9. Электрогидравлическая следящая система
- •10. Электрогидравлическая следящая система с электромагнитом
- •11. Система автоматического регулирования давления
- •3.Уравнения элементов сау
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
11. Система автоматического регулирования давления
На рис. 28 показана система автоматического регулирования давления. Рис. 28. Система автоматического регулирования давления
Датчик давления 2 настроен на определенное давление в ресивере 1. При отклонении давления pk от заданного значения мембрана датчика 2 прогибается и через шток смещает трубку струйного усилителя 3. В результате возникает разность давлений в цилиндре гидравлического двигателя 4 и поршень двигается, поворачивая заслонку 5, таким образом изменяется подача газа, чтобы привести давление pk к заданному значению. Работа мембранного датчика с трубкой струйного усилителя описывается уравнением x = kM Δp, где x – смещение конца струйной трубки, p – отклонение давления от заданного, которое определяется настройкой датчика, kM – коэффициент пропорциональности.
Блок-схема системы представлена на рис. 29. Исходные данные приведены в табл. 14.
Рис. 29. Блок-схема системы автоматического регулирования давления.
Таблица 14
Исходные данные
Звено |
Параметр |
Значение |
||
вариант 1 |
вариант 2 |
вариант 3 |
||
Мембранный датчик с трубкой |
kМ, м/Па |
10–8 |
2∙10–8 |
10–8 |
Струйная трубка |
kС, Па/м |
2∙108 |
2∙108 |
3∙108 |
Поршень с рычагом и заслонкой |
kП, рад/Па |
10–5 |
2∙10–5 |
2∙10–5 |
Ресивер |
ТР, с |
10 |
12 |
15 |
kР, Па/рад |
4∙105 |
4∙105 |
4∙105 |
3.Уравнения элементов сау
Ниже приведены уравнения элементов систем автоматического управления, которые используются при построении систем в вариантах заданий п. 2.
|
Гидравлический серводвигатель (гидропривод)
, где x – перемещение штока поршня; xк – перемещение штока золотника; TГ – постоянная времени; kД – коэффициент передачи.
|
||||
|
Дизель
, где l – положение рейки топливного насоса; – угловая скорость вращения вала дизеля; TД – постоянная времени дизеля; kД – коэффициент передачи дизеля.
|
||||
|
Центробежный тахометрический датчик
, где x – перемещение нижней ползушки; – угловая скорость вращения; T, , k – параметры датчика.
|
||||
|
Гидравлическое корректирующее устройство изодромного типа (изодром)
, где TИ – постоянная времени изодрома.
|
||||
|
Гидротурбина Уравнение турбины в отклонениях от установившегося режима , где – относительное отклонение угловой скорости от установившегося значения 0; – относительное перемещение задвижки 3, z0 – положение задвижки в установившемся режиме; – постоянная времени гидротурбины, где JП – момент инерции турбины; M0 – момент сопротивления в установившемся режиме.
|
||||
|
Сушильная башня для производства серной кислоты , где x(t) – напряжение с газоанализатора, пропорциональное относительной концентрации газа SO2 в смесителе; l(t) – положение заслонки; T1, T2 – постоянные времени; k – коэффициент передачи. |
||||
|
Электромашинный усилитель , где kУ – коэффициент усиления ЭМУ; TУ – постоянная времени.
|
||||
|
Тахогенератор UТ = kТ , где – угл. скорость вращения вала; UТ – напряжение; kТ – коэффициент передачи.
|
||||
|
Корректирующая RC-цепь , где U1 – входное напряжение; U2 – выходное напряжение; TK = R∙C – постоянная времени цепи.
|
||||
|
Термосопротивление в мостовой схеме UT = kT , где kT – коэффициент передачи измерителя; – отклонение температуры от номинального значения; UT – напряжение.
|
||||
|
Теплообменник , где kТО – передаточный коэффициент теплообменника; T1, T2 – постоянные времени теплообменника; – температура; – угол поворота заслонки.
|
||||
|
Электрический двухфазный двигатель переменного тока , где TД –постоянная времени двигателя; kД – коэффициент передачи двигателя; uу – напряжение на управляющей обмотке; дв – угл. скорость вращения вала. |
||||
|
Струйная трубка p = p1 – p2 = kc h, где h – отклонение конца трубки от среднего положения; p1, p2 – значения давлений в выходных каналах; kc – постоянный коэффициент, зависящий от конструкции трубки и входного давления. |
||||
|
Электромагнитный усилитель , где U1 – входное напряжение; U2 – выходное напряжение; kM – коэффициент усиления; TM – постоянная времени магнитного усилителя. |
||||
|
Поворотный пневматический двигатель = kП p, где p = p1 – p2 – перепад давлений; – угол поворота вала двигателя; kП – коэффициент передачи двигателя. |
||||
|
Самолет (угол тангажа)
, где – угол тангажа; В – угол отклонения руля высоты; kС, TС, TС1, С – параметры самолета. |
||||
|
Потенциометр U = kп , где U – напряжение; – угол поворота движка потенциометра; kп – коэффициент передачи. |
||||
|
Угольный регулятор , где U – напряжение на обмотке электромагнита; R – сопротивление угольного столба; TУ – постоянная времени; У – коэффициент затухания; kУ – коэффициент передачи. |
||||
|
Генератор постоянного тока напряжение генератора UГ пропорционально току в обмотке возбуждения iВ и частоте вращение вала генератора : UГ = c iВ = kГ iВ, где kГ = c – коэффициент передачи генератора (частоту вращения считаем постоянной). |
||||
|
Трансформатор , где U1 – входное напряжение; U2 – выходное напряжение; TT = LТР / RТР; LТР, RТР – индуктивность и сопротивление первичной обмотки трансформатора; kT =– коэффициент трансформатора, где w1, w2 – число витков первичной и вторичной обмоток. |
||||
|
Индуктивный датчик U = kД , где – смещение; U – выходное напряжение датчика. |
||||
|
Электрический двигатель постоянного тока , где TД –постоянная времени двигателя; kД – коэффициент передачи двигателя; U – напряжение на управляющей обмотке; – угловая скорость вращения вала. |
||||
|
Электромагнит x = kM U, где x – перемещение сердечника магнита; U – напряжение на обмотке магнита; kM – коэффициент передачи электромагнита. |
||||
|
Ресивер Tp + p = kp , где p – давление в ресивере; – угол поворота заслонки; Tp, kp – параметры ресивера.
|
||||
|
Мембранный датчик давления x = kД p, где p – отклонение давления от заданного значения; x – перемещение мембраны; kД –коэффициент передачи датчика. |
||||
|
Поршень с рычагом и заслонкой = kП p, где – угол поворота заслонки; p – перепад давлений на поршне; kП – коэффициент передачи. |