- •1.01. Понятие типового динамического звена. Применение звеньев. Основные типы звеньев и их характеристики.
- •1.02. Использование преобразования Лапласа при рассмотрении систем автоматического регулирования (примеры).
- •1.03. Передаточные функции. Их получение и использование.
- •1.04. Частотная передаточная функция. Применение, примеры.
- •1.05. Передаточные функции типовых комбинаций звеньев (с выводом).
- •1.06. Изменение свойств динамического звена с помощью обратной связи (примеры).
- •1.07. Получение временных характеристик объекта регулирования экспериментально и из его дифференциального уравнения, их использование.
- •1.08. Частотные характеристики звеньев.
- •1.09. Исследование систем управления с помощью частотных характеристик.
- •1.10. Статические звенья нулевого и первого порядка: уравнение, примеры, характеристики, основные свойства.
- •1.11. Статические звенья второго порядка: уравнение, примеры, характеристики, основные свойства.
- •1.12. Идеальное интегрирующее звено: уравнение, примеры, характеристики, основные свойства.
- •1.13. Звено запаздывания: уравнение, примеры, характеристики, основные свойства.
- •1.14. Дифференцирующие звенья: уравнение, примеры, характеристики, основные свойства.
- •1.15. Устойчивость систем автоматического регулирования.
- •1.16. Предельное усиление регулятора и обеспечение запаса устойчивости.
- •1.17. Определение устойчивости систем автоматического регулирования с помощью частотного критерия устойчивости Найквиста.
- •1.18. Определение параметров настройки регулятора с помощью частотного критерия устойчивости Найквиста.
- •1.19. Статические, нейтральные и неустойчивые объекты регулирования.
- •1.20. Самовыравнивание объектов регулирования: характеристики, примеры.
- •1.21. Объекты регулирования с сосредоточенными параметрами и с распределёнными параметрами. Особенности регулирования объектов с распределёнными параметрами.
- •1.22. Выбор закона действия регулятора и параметров его настройки в зависимости от свойств объекта регулирования.
- •1.23. Влияние свойств объекта регулирования: на выбор структуры системы регулирования; на выбор закона действия регулятора; на качество регулирования.
- •1.24. Основные линейные законы регулирования: уравнения, основные свойства, примеры.
- •1.25. Классификация и особенности законов регулирования.
- •1.26. Пропорциональный закон регулирования: уравнение, основные свойства, характеристики.
- •1.27. Пропорциональный и пропорционально-дифференциальный законы регулирования: уравнения, характеристики, основные свойства.
- •1.28. Интегральный закон регулирования: уравнение, характеристики, основные свойства.
- •1.29. Пропорционально-интегральный закон регулирования: уравнение, характеристики, основные свойства.
- •1.30. Пропорционально-интегрально-дифференциальный закон регулирования: уравнение, характеристики, основные свойства.
- •1.31. Пропорционально-дифференциальный и пропорционально-интегрально-дифференциальный законы регулирования: уравнение, характеристики, основные свойства.
- •1.32. Релейные (позиционные) регуляторы: основные свойства, характеристики.
- •2. Измерение технологических параметров
- •2.01. Основные методы измерения: их особенности, достоинства, недостатки, примеры.
- •2.02. Нулевой метод измерения (на примере электрических измерений).
- •2.03. Функциональная схема информационно-измерительной системы.
- •2.04. Статические свойства средств измерения.
- •2.05. Статические и динамические свойства средств измерения и других элементов сар, их влияние на качество регулирования.
- •2.06. Переходные характеристики средств измерения.
- •2.07. Погрешности измерений.
- •2.08. Измерение электрического сопротивления как носителя информации о состоянии химико-технологического процесса.
- •2.09. Измерение электрического напряжения как носителя информации о состоянии химико-технологического процесса.
- •2.10. Промежуточные измерительные преобразователи.
- •2.11. Классификация приборов для измерения температуры.
- •2.12. Погрешности измерения температуры контактным и бесконтактным методами.
- •2.13. Термоэлектрические термометры и термометры сопротивления.
- •2.14. Измерение температуры с помощью термоэлектрических преобразователей (термопар).
- •2.15. Измерение температуры с помощью манометрических термометров и термометров расширения.
- •2.16. Измерение температуры бесконтактным методом.
- •2.17. Термометры излучения.
- •2.18. Основные конструкции приборов для измерения давления. Защита манометров от воздействия агрессивных, горячих и загрязнённых сред.
- •2.19. Измерение расхода газов и жидкостей.
- •2.20. Измерение расхода газов и жидкостей. Расходомеры переменного и постоянного перепада давления.
- •Расходомеры переменного перепада давления
- •Расходомеры постоянного перепада давления
- •2.21. Измерение расхода газов и жидкостей. Электромагнитный, ультразвуковой, вихревой и кориолисов расходомеры. Электромагнитные расходомеры
- •Ультразвуковые расходомеры
- •Вихревые расходомеры
- •Кориолисовы расходомеры
- •2.22. Измерение расхода газов и жидкостей на основе тепловых явлений.
- •2.23. Объёмные счётчики газа и жидкости.
- •2.24. Измерение уровня жидкости. Гидростатические, ёмкостные, ультразвуковые уровнемеры.
- •2.25. Термокондуктометрический и термохимический газоанализаторы.
- •2.26. Термомагнитный газоанализатор.
- •2.27. Газоанализаторы инфракрасного поглощения.
- •3.01. Назначение, цели и функции систем управления химико-технологическими процессами.
- •3.02. Особенности управления химико-технологическими процессами. Основные типы систем автоматического регулирования.
- •3.03. Классификация регуляторов по различным признакам.
- •3.04. Классификация систем автоматического управления по различным признакам. (стр. 53)
- •3.05. Системы автоматического управления без обратной связи и с обратной связью. Комбинированные системы управления.
- •3.06. Регулирование без обратной связи (регулирование по возмущающему воздействию).
- •3.07. Одноконтурные и многоконтурные системы автоматического регулирования.
- •3.08. Многоконтурные системы автоматического регулирования (системы каскадного регулирования).
- •3.09. Многоконтурные системы автоматического регулирования (системы связанного регулирования).
- •3.10. Функциональная структура системы автоматического регулирования.
- •3.11. Критерии (показатели) качества регулирования.
- •3.12. Определение статической ошибки регулирования экспериментально и по математической модели сау (по каналам возмущающего и задающего воздействий).
- •3.13. Исполнительные устройства сар.
- •3.14. Исполнительные механизмы систем автоматического регулирования.
- •3.15. Регулирующие органы сар: конструкция, характеристики, свойства.
1.27. Пропорциональный и пропорционально-дифференциальный законы регулирования: уравнения, характеристики, основные свойства.
Пропорциональным называют линейный закон регулирования, отражающий прямо пропорциональную зависимость между изменением управляющего воздействия и погрешностью регулирования:
где Кр — коэффициент усиления, являющийся параметром настройки пропорционального регулятора.
Статические характеристики П-регулятора при различных коэффициентах усиления Кр:
Избавиться от недостатка, присущего пропорциональному закону регулирования — статической погрешности — принципиально невозможно. Можно, однако, уменьшить статическую ошибку регулирования, увеличивая Кр.
Передаточная функция пропорционального регулятора:
Передаточная функция пропорционального управляющего устройства соответствует передаточной функции статического звена нулевого порядка и, следовательно, в динамическом отношении П-регулятор является статическим звеном нулевого порядка.
Переходная характеристика П-регулятора:
Переходные характеристики П-регулятора при различных коэффициентах усиления
При изменении регулируемого параметра П-регулятор мгновенно формирует управляющее воздействие, т. е. является безынерционным.
Частотная передаточная функция пропорционального регулятора:
Амплитудная и фазовая частотные характеристики П-регулятора равны:
Если на вход П-регулятора подать гармонические колебания, то выходная величина его изменяется по гармоническому закону без запаздывания. Амплитуда выходных колебаний в Кр раз отличается от амплитуды входных колебаний.
Качество регулирования в ряде случаев можно повысить, вводя в закон регулирования составляющую, пропорциональную первой производной (скорости изменения) входной величины регулятора, т. е. Д-составляющую.
ПД-закон регулирования определяется функциональной зависимостью:
,
которой соответствует передаточная функция
Структурная схема ПД-регулятора
Переходная функция ПД-регулятора:
Переходная характеристика ПД-регулятора отличается от переходной характеристики П-регулятора большим изменением управляющего воздействия ∆u сразу же после изменения ε(τ), что способствует снижению максимальной ошибки регулирования.
Наличие в ПД-регуляторе дифференциальной составляющей в значительной степени повышает эффективность его действия.
ПД-регулятор улучшает качество регулирования, уменьшая фазовое запаздывание САУ в целом на + π/2 рад, как бы снижая порядок объекта на единицу.
Предпочтительно, чтобы ПД-регулятор имел большие значения Кр, поскольку это приводит к уменьшению остаточного отклонения и увеличивает быстродействие системы управления.
1.28. Интегральный закон регулирования: уравнение, характеристики, основные свойства.
Управляющее воздействие, формируемое интегральным регулятором, пропорционально интегралу по времени от ошибки регулирования:
, где
Та — постоянная времени интегрирования.
Постоянная времени интегрирования является параметром настройки И-регулятора. Изменяя Та, можно изменять воздействие регулятора на объект регулирования.
Интегральный закон регулирования можно записать в другой форме:
,
из которой видно, что скорость изменения регулирующего воздействия пропорциональна ошибке.
Поскольку однозначной взаимосвязи между ∆u и ε нет, то и статическая характеристика И-регулятора отсутствует.
При у = узд скорость перемещения затвора регулирующего клапана равна нулю, а положение затвора регулирующего клапана может быть любым. Это означает, что И-регулятор прекратил свою работу и не терпит остаточного отклонения (установившейся ошибки регулирования).
Основное назначение интегрального закона регулирования — устранение установившейся ошибки регулирования.
Характеристики И-регулятора:
a — псевдостатическая; б — переходные при разных постоянных времени интегрирования.
Передаточная функция И-регулятора имеет вид:
Частотная передаточная функция
Максимальная ошибка в системе с И-регулятором больше, чем у П-регулятора.
Другим недостатком И-регулятора является создаваемый им фазовый сдвиг, равный при всех частотах -π/2, что уменьшает устойчивость системы регулирования.