12) Реальные законы регулирования

Реализуемые в технических средствах законы регулирования почти всегда отличаются от идеальных, рассматриваемых в теории регулирования стандартных законов (пропорциональный, пропорционально-интегральный, пропорционально-дифференциальный, пропорционально-интегрально- дифференциальный, нелинейные законы регулирования). Эти законы называют реальными законами регулирования.

Причины отличия реальных законов от идеальных — различны, но могут быть разделены на 3 группы:

1. Неточности реализации отдельных элементов, погрешности, нежелательные нелинейности (вызваны наличием зоны нечувствительности, люфтов, зазоров и пр.).

2. Структура регулятора

WИД(p) — идеальная часть (расчетная), WБАЛ(p) — балластная часть.

1). WP(p)=WИД(p)·WБАЛ(p). Для того, чтобы WP(p) → WИД(p) необходимо, чтобы WБАЛ(p) → 1 (AБАЛ(ω)=1, φБАЛ(ω)=0)

2). WP(p)=WИД(p)+WБАЛ(p) Данная схема применяется редко. Для того, чтобы WP(p) → WИД(p) необходимо, чтобы WБАЛ(p) = 0.

Областью нормальной работы регулятора (ОНРР) называется область в пространстве некоторых параметров, где свойства идеального регулятора отличаются от свойств реального не более чем на величину, установленную ГОСТом:

При определении ОНРР учитываются оба условия.

15) Системы дистанционной передачи угла

В системах автоматического контроля и регулирования иногда необходимо передавать на расстояние заданный угол поворота вала контролируемого или регулируемого объекта или получать информацию о угловом положении вала этого объекта. Для этой цели применяют системы дистанционной передачи угла на электрических машинах синхронной связи, называемых сельсинами. Сельсины относятся к информационным электрическим машинам, так как преобразуют угол поворота в электрический сигнал и, наоборот, электрический сигнал в угловое перемещение.

Структурные схемы дистанционных систем передачи угла поворота на сельсинах: индикаторная (а), трансформаторная (б)

Индикаторная схема

На рисунке показаны структурные схемы систем дистанционной передачи угла поворота вала с помощью сельсина-датчика СД и сельсина-приемника СП, соединенных линией связи ЛС. При повороте вала В на угол α сельсином-датчиком вырабатывается соответствующий этому углу сигнал, который передается по линии связи на сельсин-приемник СП, где он преобразуется в угловое перемещение ротора СП на угол α. Рассмотренная система называется индикаторной, так как вал сельсина-приемника поворачивает стрелку индикатора И, отмечающую на шкале угол поворо­та вала В. Индикаторная система только передает информацию об угловом положении контролируемого вала.

Трансформаторная схема

Если требуется воспроизвести угол поворота α вала В на каком-либо рабочем механизме, то система дополняется усилителем мощности У и исполни­тельным двигателем, который через редуктор Р создает на валу рабочего механизма РМ вращающий момент, достаточный для поворота вала на угол α. Одновременно поворачивается ротор сельсина-приемника СП на угол α. Такая система дистанционной передачи называется трансформаторной.

Сельсины применяют также в системах электрического вала, осуществляющих синхронное вращение валов нескольких механизмов, находящихся на расстоянии друг от друга.

Наибольшее применение в системах дистанционной передачи угла получили однофазные сельсины. Такой сельсин состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора. На статоре однофазного сельсина расположена однофазная обмотка возбуждения ОВ, а на роторе — трехфазная обмотка синхронизации ОС, соединен­ная звездой. Для электрической связи обмотки ротора с внешней цепью используются контактные кольца и щетки. Кольца закреплены на валу сельсина и изолированы друг от друга.

Между кольцами и щетками осуществляется скользящий контакт, так как кольца вращаются вместе с ротором, а щетки неподвижны. Помимо рассмотренного сельсина, называемого контактным, существуют бесконтактные сельсины, у которых все обмотки расположены на статоре, следовательно, у них нет контактных колец и щеток.

Сельсин — индукционная электрическая машина, так как ее принцип действия основан на трансформаторной связи между обмот­ками на статоре и роторе: напряжение, поданное на одну из обмоток, передается на другую обмотку за счет индуктивной связи между ними

16) Исполнительный механизм (ИМ)– устройство для преобразования управляющей информации в механическое перемещение с располагаемой мощностью, достаточной для воздействия на объект управления.

ИМ являются одними из последних звеньев систем автоматического регулирования и управления и обычно предназначены для управления регулирующими органами, непосредственно воздействующими на режимы работы объектов управления. Регулирующими органами могут быть различного рода дроссельные заслонки, клапаны, задвижки, шиберы, направляющие аппараты и другие элементы, способные производить изменение количества энергии или рабочего вещества, поступающего в объект управления. При этом перемещение рабочих органов может быть как поступательным, так и вращательным в пределах одного или нескольких оборотов.

Наиболее часто регулирующий орган является неотъемлемой частью самого ИМ и рассматривается как единое вместе с ним устройство. В других случаях регулирующий орган установлен на объекте управления и является его составной частью.

В общем случае ИМ состоит (см. рисунок 13.2) из совокупности следующих элементов: исполнительного двигателя – источника силового воздействия на рабочий орган; передаточного или преобразовательного устройства - предназначенного для получения определенной скорости, направления и характера перемещения рабочего органа, располагающегося между исполнительным двигателем и рабочим органом; конечных выключателей - ограничивающих перемещения рабочего органа и фиксирующих его крайние положения в схемах управления и автоматического регулирования; элементов управления (пускателей, реле, золотников, клапанов и др.), защиты (предохранительных и переливных клапанов, муфт ограничения крутящего момента и др.), сигнализации и контроля (дистанционных указателей положения и др.)

Расположение ИМ в общей функциональной схеме аналоговой системы управления по отклонению

Состав ИМ