фильчуков

1. ОБЩИЙ РАЗДЕЛ

1.1. Выбор статических характеристик основных звеньев системы.

Любая автоматическая система состоит из отдельных связанных между собой элементов. С точки зрения функциональных задач, выполняемых элементами в системе, их можно разделить на воспринимающие, задающие, сравнивающие, преобразующие, исполнительные и корректирующие.

Структурная схема системы регулирования представлена на рисунке 1.

x хо yо

ОР

Д

ИМ

З

К

Р

Рисунок 1.1.

Воспринимающие элементы – датчики (Д) – измеряют физические параметры объекта и преобразуют их в электрический сигнал. Задающие элементы или задатчики (З) служат для задания требуемого значения регулируемого параметра. Сравнивающие элементы сопоставляют заданное значение управляемой величины с действительным значением параметра объекта регулирования (ОР). Полученный на выходе сравнивающего устройства - регулятора (Р), сигнал рассогласования передается через усилитель на исполнительный механизм (ИМ), который управляет регулирующим органом. Корректирующие элементы (К) служат для улучшения качества процесса управления. Эти элементы могут устанавливаться как после усилителя, так и после датчика.

Все элементы автоматики независимо от их назначения обладают определенной совокупностью характеристик и параметров, которые определяют их эксплуатационные и технологические особенности. Основной характеристикой элемента является его статическая характеристика. Она представляет собой зависимость выходной величины Y от входной величины X в установившемся режиме, т.е. Y=(X).

В соответствии с заданием курсового проекта статическая характеристика объекта регулирования описывается уравнением: Y_ОР = X/N ; N=18.

Таким образом, статическая характеристика объекта регулирования:

Y_ОР = X/18; Y=0,05*X. (1.1.)

Для построения статической характеристики объекта регулирования необходимо задать текущие значения X_ВХ.

Y_ОР

8
7
6
5
4
3
2
1

XОР	YОР
0	0.05
9	0,5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 X_ОР

Рисунок 1.2.

Для определения статической характеристики обратной связи системы автоматического регулирования, выбираем из справочных данных элементы, которые образуют цепь обратной связи в системе автоматического регулирования. Условие выбора элементов - обеспечение стабильной рабочей точки системы в статическом режиме.

Статические характеристики выбранных элементов описываются следующими уравнениями:

Датчик: Y_Д=(3*N)^1/2-X; Y_Д=7,35-X (1.2.)

Регулятор: Y_Р=N^1/2(X+1); Y_Р=4,2X+4,2 (1.3.)

Исполнительный механизм: Y_ИМ=N×X/(N+4)¹; Y_ИМ=0,82*X (1.4.)

1.2. Исследование статического режима работы системы

1.2.1.Построение статических характеристик отдельных элементов системы и общей статической характеристики в цепи обратной связи – ДРИМ – графическим методом.

Для построения статических характеристик определяем текущие значения по уравнениям (1.2.); (1.3.); (1.4.). Статические характеристики изображены на рисунках 1.3.-1.5.

Датчик:

7
6
5
4
3
2
1

Y_Д(t)

XД(t)	YД(t)
0	7,35
7,35	0

0 1 2 3 4 5 6 7 X_Д(t)

Рисунок 1.3.

Регулятор:

Y_Р(t)

16,8
12.6
8,4
4.2

XР(t)	YР(t)
0	4,2
1	8,4
2	12,6
3	16,8

X_Р(t)

0 1 2 3 4 5 6 7

Рисунок 1.4.

Исполнительный механизм:

Y_ИМ(t)

7
6
5
4
3
2
1

XИМ(t)	YИМ(t)
0	0
5	4,1

0 1 2 3 4 5 6 7 X_ИМ(t)

Рисунок 1.5.

Для определения общей статической характеристики цепи обратной связи (ДРИМ) изобразим статические характеристики этих звеньев на общей плоскости. В первом квадранте находится статическая характеристика датчика, во втором – регулятора, в третьем – исполнительного механизма (Рисунок 1.6.). Для определения результирующей статической характеристики разбиваем ось Х_Д на равные отрезки 0-1, 1-2, 2-3 и т.д. Из точек 1, 2, 3 и т.д. проводим перпендикуляры до пересечения со статической характеристикой датчика. Получаем точки А₁, В₁, С₁ и т.д. Из этих точек проводим горизонтали до пересечения со статической характеристикой регулятора в точках А₂, В₂, С₂ и т.д. Из этих точек опускаем перпендикуляры. Горизонтальное положение оси Х_Р меняется на вертикальное. Из новых точек проводятся горизонтали до пересечения с соответствующими перпендикулярами в точках А₃, В₃, С₃ и т.д. Соединяя эти точки, получим результирующую статическую характеристику обратной связи – ДРИМ.

X_Р(t) Y_Д(t)

							8
							6
							4
							2
								2	4	6	8				7	XД(t)

Y