- •1 Определения и условия автоматизациИ
- •1.1 Процесс управления
- •1.2 Основные причины применения систем автоматики:
- •1.3 Особенности металлургических объектов автоматизации:
- •1.4 Предпосылки успешной автоматизации:
- •1.5 Экономика автоматизации
- •1.6 Основные требования к автоматизации
- •2. Технологический объект и система управления
- •2.1. Описание технологического объекта управления (тоу)
- •2.2. Математическая модель тоу и основная задача автоматизации
- •3. Классификация систем автоматизации
- •I. По целям управления
- •II. По типу систем управления
- •III. По виду математического описания
- •IV. По виду сигналов
- •V. По методу управления
- •VI. По характеру задающего воздействия
- •VII. По точности поддержания управляемой величины
- •VIII. Классификация уровней асу
- •4. Переходные процессы и оценка их качества
- •4.1. Статическое и динамическое состояние систем
- •4.2. Типовые воздействия на объект
- •4.3. Понятие об устойчивости систем управления
- •4.4. Оценка качества процесса управления
- •5. Фундаментальные принципы управления
- •5.1. Принцип разомкнутого управления (по заданному значению)
- •5.2. Принцип обратной связи (управление по отклонению)
- •5.3. Принцип компенсации (управление по возмущению)
- •5.4. Пример реализации принципов управления
- •5.5. Обыкновенные и адаптивные системы
- •5.6. Оптимальные системы
- •5.7. Режимы функционирования систем автоматизации
- •6 Типовые динамические звенья
- •6.1 Свойства типовых динамических звеньев
- •6.2 Понятие передаточной функции
- •6.3 Динамические звенья первого порядка
- •6.3.1 Пропорциональное звено
- •6.3.2 Апериодическое (инерционное) звено первого порядка
- •6.3.3 Идеальное интегрирующее звено
- •6.3.5 Идеальное дифференцирующее звено
- •6.3.7 Звено чистого запаздывания
- •6.4 Класификация динамических звеньев второго порядка
- •6.5 Передаточные функции соединений динамических звеньев
- •6.5.3 Встречно-параллельное соединение звеньев
- •Или , где w(p) – пф разомкнутой системы.
- •6.6. Преобразование структурных схем
- •6.4.1. Правила переноса внешнего воздействия
- •Совмещенная частотная характеристика (афчх)
- •Частотная передаточная функция
- •Логарифмические частотные характеристики
- •7. Законы регулирования и их реализация
- •7.1. Типовые оптимальные переходные процессы регулирования
- •7.2. Законы регулирования и автоматические регуляторы
- •7.3. Синтез законов регулирования
- •7.4. Оптимальное управление
- •Технические средства автоматизации (тса) Состав и функции технических средств
- •Требования к технологическим датчикам и модулям усо
- •Требования к увк
- •Исполнительные устройства
- •Требования к исполнительным механизмам
- •Регулирующие органы
- •Разработка технических средств автоматизации
- •Приложение (для тепловых специальностей) Номенклатура пусковых устройств
- •Основные размеры поворотных клапанов
6.3.7 Звено чистого запаздывания
В отличие от других звеньев, это звено описывается уравнением с запаздывающим аргументом (t – ), где – время чистого запаздывания у (t) = х (t – ),
Форма сигнала при этом не меняется, он просто смещается во времени.
Передаточная функция этого звена имеет вид – W(p) = k exp(– p t) , а переходная функция – h(t) = k (t – ).
Рис. 6.9. Переходная характертистика звена чистого запаздывания
Характерным примером звена чистого запаздывания служит транспортер (например, лента агломерационной машины), на котором после изменения входной величины (толщина слоя сыпучего материала) должно пройти время 0 = l/v ( l – длина транспортера; v – его скорость; 0 – время чистого транспортного запаздывания), после которого таким же образом изменится выходная величина.
1
Рис. 6.10. Пример звена чистого запаздывания
6.4 Класификация динамических звеньев второго порядка
Дифференциальные уравнения таких звеньев имеют общий вид
,
а передаточная функция – W(p) = K / (T22 p2 + T1 p + 1).
В зависимости от соотношения постоянных времени Т1 и Т2 :
а) Если , то звено называется апериодическим второго порядка. Переходной процесс представляет собойS-образную кривую с перегибом в точке О (рис. 6.10).
Рис. 6.10. Переходная характеристика апериодического звена
Примеры апериодических звеньев второго порядка (рис. 6.11):
а) последовательное соединение двух пневматических емкостей, если входная величина х = Рпит, а выходная величина – давление во второй емкости у = Р ;
б) двойная электрическая RC–цепочка.
Рис. 6.11. Примеры апериодических звеньев второго порядка
б) Если , то звено называется колебательным.
Дифференциальное уравнение звена обычно представляется в виде
,
где – коэффициент затухания, 0 < < 1. При этом корни характеристического уравнения комплексные.
Переходная характеристика звена представляет собой периодический сходящийся процесс (рис. 6.12), описываемый формулой
,
где = / T, .
Примерами колебательных звеньев могут служить (рис. 6.13):
а) электрический колебательный RCL–контур (R – активное сопротивление, C – емкость, L – индуктивность);
б) упругая механическая передача, которая состоит из входного 1 и выходного 2 валов, упругого элемента 3, маховика 4 и демпфера 5, оказывающего сопротивление вращению вала. Входная величина х – угол поворота входного вала 1, выходная величина у – угол поворота выходного вала 2.
Рис. 6.12. Переходная характеристика колебательного звена
Рис. 6.13. Примеры колебательных звеньев
в) Если Т1 = 0, то есть нет демпфирования, имеем консервативное звено –
.
Переходная характеристика представляет собой гармонические незатухающие колебания (в природе такого звена нет).
г) Если Т1 < 0 – это неустойчивое колебательное звено.
Классификацию динамических звеньев второго порядка можно графически изобразить таким образом (рис. 6.14).
Рис. 6.14. Классификация динамических звеньев второго порядка