Полная версия

Главная arrow Техника arrow АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА АВТОМАТИЧЕСКИХ РЕГУЛЯТОРОВ

Характер и закон управления выбирают в зависимости от свойств О У и требований к ТП. Свойства объекта в первом приближении могут быть оценены по отношению времени запаздывания т к постоянной времени То: х/7о- Чем больше это отношение, тем сложнее объект автоматизации. Поэтому при т/Г0< 0,2 рекомендуется применять позиционный регулятор; при 0,2 <т/Г0< 1 — регулятор непрерывного действия; при т/7о > 1 — импульсный или цифровой регулятор.

Приведенные рекомендации, однако, не являются исчерпывающими. Например, позиционные системы регулирования характеризуются автоколебаниями управляемой величины, и если технология автоматизируемого процесса не допускает автоколебательного режима, то возможно применение регулятора непрерывного действия.

При выборе оптимального закона управления необходимо иметь в виду, что проектируемая САУ должна быть устойчивой и обладать определенными показателями качества.

Рассмотрим принцип синтеза оптимальных алгоритмов управления на примере одноконтурной аналоговой системы.

Одноконтурные аналоговые САУ широко применяют не только в сельском хозяйстве, но и в промышленности для регулирования температуры, влажности, уровня, скорости, давления, тока, напряжения, освещенности и других параметров в теплицах, хранилищах, холодильниках, инкубаторах, животноводческих помещениях, котельных и т. п. Их структуры достаточно просты. Они являются фундаментальной составной частью многомерных систем со взаимосвязанными параметрами.

Структурная схема одноконтурной аналоговой системы представлена на рисунке 1.36. В этой схеме принципиально выделены два звена: Woy{р) и Wyy(p) — передаточные функции соответственно объекта управления и управляющего устройства, а также показаны следующие параметры: g — задающее (плановое) воздействие;/— возмущающее воздействие (помеха); у — выходной регулируемый или управляемый параметр; х — функция ошибки управления.

Структурная схема одноконтурной замкнутой линейной САУ

Рис. 1.36. Структурная схема одноконтурной замкнутой линейной САУ

В идеале цель синтеза состоит в том, чтобы y = g, а х = 0. Достичь данного условия практически невозможно, но вполне реально сблизить эти операторы с той или иной степенью точности:

где xg, Xf— функции ошибки управления соответственно по задающему и возмущающему воздействиям.

Критерий оптимизации проектируемой САУ — значение коэффициента ошибки fCt х доп, определяющей предельно допустимую норму отклонения управляемых или регулируемых параметров от задающих воздействий и характеризующей эффективность достижения цели управления. Значение А^хдоп устанавливают в соответствии с технологическими требованиями. Оно всегда остается постоянным. При этом

или

В выражении (1.33) представляет собой требуемое значение управляемой величины, а д# — допустимое отклонение этой величины, определяемое особенностями конкретного ТП. Например, для овощехранилища g= (3 + 1) °С, х лоп = 0,3; для теплиц при

выращивании огурцов g= (22 ± 2)°С, А^хдоп = 0,09; для инкубатора g = (37,5 ± 0,5)°С, JCtxnon = 0,013. Показатель v называют мерой глубины оптимизации. Например, при v = 0

при v = 1 Kogg = Kw= 0

При v 2 Koxg - Kqx/— 0, KXf - Kxg - О

При произвольном v -»п записывают

При синтезе оптимальной САУ ее структуру используют в качестве исходной модели, для которой изначально задают требования обеспечения устойчивости и необходимого качества работы.

Алгоритм работы управляющего устройства описывается в соответствии с выражением

где CJ —коэффициенты, определяемые из условия кратности отрицательных вещественных корней ayg характеристического уравнения

С целью упрощения выбора оптимального управляющего устройства для одноконтурных аналоговых САУ по известным передаточным функциям и критериям оптимизации можно воспользоваться таблицей 1.6.

Учитывая, что УУ состоит из последовательно соединенных датчика, регулятора, исполнительного механизма и регулирующего органа, полученный алгоритм управления необходимо привести к собственно регулятору. Тогда

Характеристики датчиков, исполнительных механизмов и регулирующих органов могут быть не только аналоговыми, но и дискретными (релейными). В этом случае все расчеты по определению оптимальных структур управляющего устройства и регуляторов следует выполнять на основе дискретных w-операторов.

-si

го

1.6. Передаточные функции оптимальных управляющих устройств

^xOf

kjt)t 0* кхi ^ ^х1*доп

kiQg 0; кяig * 0;A^X2j. ? A^2*j доп

1. Какие преимущества даст применение автоматизации в управлении технологическими процессами сельскохозяйственного производства? 2. Перечислите основные этапы развития автоматики в сельском хозяйстве. 3. В чем состоят особенности автоматизации сельского хозяйства? 4. Какими знаниями и опытом должен обладать выпускник среднего специального учебного заведения по автоматизации сельскохозяйственного производства? 5. Назовите основные виды автоматизации. 6. Как классифицируют управление по степени автоматизации? 7. Что понимают под системой автоматического управления? 8. Что представляют собой объект управления и управляющее устройство? 9. Из каких частей состоит управляющее устройство? 10. Поясните принцип действия разомкнутых и замкнутых САУ. 11. Чем различаются статические и астатические системы? 12. Как меняется управляющее воздействие в дискретных САУ? 13. В чем заключена структурная составляющая экономической эффективности автоматизации? 14. Как рассчитывают срок окупаемости капитальных затрат на автоматизацию технологических процессов в сельском хозяйстве? 15. Перечислите задачи, возникающие в ходе управления технологическими процессами. 16. Приведите примеры реализации логического принципа управления. 17. Что представляют собой системы местного, дистанционного и централизованного управления? 18. В чем состоит общая задача управления технологическим процессом? 19. Сформулируйте особенности САР температурой. 20. Что понимают под математическим описанием элементов систем? 21. Каким образом может быть получена математическая модель элемента? 22. Какие требования необходимо учитывать при выборе вида аппроксимирующей функции? 23. Как определяют коэффициент передачи астатического звена? 24. Как экспериментально получить амплитудно-фазочастотную характеристику звена САУ? 25. Какие типы схем наиболее часто применяют для изображения систем автоматического управления? 26. Что представляет собой принципиальная схема САУ? 27. На какие виды подразделяют принципиальные схемы? 28. Что означают буквенные символы внутри элементов функциональных схем? 29. Что указывают внутри звеньев структурных схем? 30. Что показывают схемы соединений? 31. Сформулируйте общие правила выполнения схем соединений. 32. Какие способы составления схем соединений вы знаете? 33. Что представляют собой схемы подключений? 34. Чем различаются графический и табличный варианты составления схем подключений? 35. Что такое мнемоническая схема (мнемосхема)? 36. Какие типы мнемосхем вы знаете? 37. В чем заключаются особенности аналитического и синтетического расчета схем САУ? 38. Какими приборами измеряют давление и разрежение? 39. Как измеряют расход жидкостей и газов? 40. Поясните принцип действия дифференциального манометра. 41. Что понимают под автоматическим регулятором? 42. Как классифицируют автоматические регуляторы по роду и способу действия? 43. Чем определяется число позиций регулятора? 44. Назовите основной недостаток пропорциональных регуляторов. 45. В каких случаях недопустимо использовать интегральный регулятор? 46. Как классифицируют исполнительные механизмы? 47. Поясните принцип действия функциональных, порошковых и асинхронных электромагнитных муфт. 48. Что называют регулирующим органом? 49. На чем основан принцип действия регулирующих органов скоростного и дроссельного типов? 50. Что является критерием оптимизации проектируемой САУ? 51. Сформулируйте последовательность действий при выборе оптимального управляющего устройства и оптимального регулятора.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>