Файл: Автоматтандыру адамды технологиялы рдістерді басару міндеттерін тікелей орындаудан босатып, бл міндеттерді автоматты рылылара артумен сипаттайтын кешенді механикаландыру кезеі.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 421
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
5.2. Статикалық және динамикалық сипаттамалары
Нысанның статикалық сипаттамасы басқарылатын у шамасының
тұрақты сыртқы әсерде орныққан режимдегі х берілетін әсерден тәуелділігін білдіреді.Статикалық сипаттама математикалық түрде келесі теңдеумен өрнектеледі
Нысандардың стаикалық сипаттамалары формасы бойынша өте әр түрлі, бірақ егер олар бірінші дәрежелі теңдеумен сипатталса және тік сызықпен графикалық бейнеленсе (1) (5.1-сурет), онда сызықты нысандар туралы айтылғаны, қарсы жағдайда (2-сызық) бейсызықты нысандар туралы айтылғаны. Көптеген сызықты емес статикалық сипаттаманың нысандарына тән зерттеулер автоматты жүйелерді орынққан (статикалық), сонымен қатар өтпелі (динамикалық) режимдерді талдағанда қиындықтар жиі пайда болады. Жүйенің жұмысын талдау мүмкін болуы үшін статикалық сипаттамаға сызықтау жасалады, яғни мұның астында бейнесызқты статикалық сипаттамаларды сызықтық сипаттамаларға ауыстыру түсіндіріледі.
5.1-сурет.
Аумақта
аз ауытқуы жеткілікті екені көрініп тұр у шынайы сипаттамасы сызықтымен ауысады. Линеризациялау кезіндегі қателік х -ден аз айнымалы ауытқумен салыстырғанда аз болады. Статикалық сипаттама теңдеуі х және у абсолютті шамасын көрсетпейді, ол х және у номиналды мәндерінен ауытқуын көрсетеді, яғни х=x-x; y=y-y. Онда теңдеу келесі түрде жазылады: у=kx.Қажет болғанда статикалық сипаттамаларды кіріс және шығыс шамалардың салыстырмалы мәндерінде көретуге болады, яғни әр түрлі элементтер мен нысандардың сипаттамаларын өзара саыстыруды жеңілдетеді.
Бейсызықты сипаттаманы сызықты 3 сипаттамамен толықтай ауыстыру белгілі бір қателіктерге әкеп соғады. Сондықтан кез келген белгілі бір жағдайда линеризацияны қолданудың мүмкіншілігі анықталды. Сонымен қатар қате нәтижелерді немесе есептеуде үлкен қателерді алмас үшін бейсызықты сипатттамаларды ауыстырудың тік тәсілін таңдайды.
Нысанның динамикалық сипаттамасы өтпелі режимде x(t) беруші әсердің кез келген уақыты үшін y(t) басқарылатын шаманың тәуелділігін көрсетеді. Бұл параметрлер арасындағы байланыс дифференциалды теңдеуімен көрсетіледі.
5.3. Жинақтау қабілеттілігі
Кез келген технологиялық үрдіс сол немесе басқа басқару нысанында кейбір материалды ортаның және энергияныңкіріс ағынымен, шығынымен, жиналуымен және түрленуімен байланысты. Көптеген нысандар жұмыс үрдісіне жұмыс ортасын нысан ішінде жинауға қабілетті.Мысалы, су айдағыш бақта су қоры жасалады, іштен жану қозғалтқышы білігінің сермері айналмалы бөліктерінің энергиясын жинақтайды, жылу қондырғыларында жылулық жинақталады және т.б.
Жинақтауыш қабілеттілік, яғни нысанның энергияны немесе затты жинаған қоры арқылы түсіндірілетін нысанның сыйымдылығы бойынша бағаланады. Басқарылатын нысанның сыйымдылығы неғұрлым көп болса, ауытқу әсері болған жағдайда басқарылатын шама басқа да тең шарттарда соғұрлым баяу өзгереді және керісінше, басқару нысанының сыйыдылығы аз болған сайын ол ауытқу әсерлеріне сезімтал болып келеді.
Басқарылатын шаманың сыйымдылықтын әсер етуін бағалау үшін сыйымдылық коэффиценті қолданылады. Сыйымд. коэф. деп басқарылатын шаманы өлшем бірлігіне өзгерті үшін нысанға әкелуге немесе одан алып кетуге қажетті зат немесе энергия көлемін түсінеді.
Жалпы түрде сыйымдылық коэффиценті с сыйымдылыққа С сәйкес басқарылатын шаманың мәніне у қатынасын көрсетіледі.
Осылайша, бактагы су көлемін реттегенде сыйымдылық коэффицентін деңгейі 1м өзгеруі үшін немесе алып тасталынатын сұйықтық көлемін көрсетеді, температураны реттеген жағдайда сый.коэф. – жылу көлемі болып табылады, яғни температура 1 градусқа өзгеру үшін берілетін немесе алынатын жылу көлемі.
Сыйымдылық коэф. көп болса, нысанның сыйымдылығы көп болады. Басқарылатын шама ақырын өзгереді және ішкі әсерлерге нысанның сезімталдығы соғұрлым аз болады.
Нысанның ауытқуларға сезімталдығы басқарылатын шаманың өзгеру жылдамдығының dy/dt әсерінің F өзгеруіне қатынасын көрсетеді.Әрбір нысан үшін басқарылатын ортаның сипаттамаларынан бағынышты болатын тұтынушылар жағынан сыйымдылық және басқарылатын шамаға әсер ететін заттың немесе энергияның сипаттамаларымен анықталатын жіберу жағынан сыйымдылық болып бөлінеді.Жылытқыш үшін жіберу жағынан сыйымдылық жылытқыштағы жылутасығышта болатын жылулық көлемін көрсетеді, ал тұтынушы жағынан сыйымдылық-барлық металдық құбыр желілерден және жылытқыштан кейінгі басқарылатын шаманың өлшем нүктесіне дейінгі жылутасығыштағы жылу көлемін көрсетеді.Нысандарда беру сыйымдылығы үлкен және тұтыну жағынан сыйымдылықтардың қатынасы аз болса, үрдістің басқарылуы оңай өтеді.
5,2-суретте көрсетілгендей,басқару нысандары сыйымдылықсыз (а),бірсыйымдылықты (б) және көпсыйымдылықты (в) бола алады.Өте азсыйымдылықты нысандар, мысалы, шағын құбырларды сыйымдылықсызға жатқызады.Бірсыйымдылықты ретінде беру және тұтыну арасындағы тепе-теңдіктің бұзылуы барлық нүктеде шаманың бір уақытта және бірдей өзгеруіне әкелетін нысандарды жатқызады.Екісыйымдылықты нысандарда басқару үрдісі едәуір мөлшерде тұтыну және беру арасындағы арақатынасқа тәуелді.Көпсыйымдылықты нысандарды басқару оларға өтпелі көшігулер тән болғандықтан қиындатылады.
5.4.Өздігінен түзетілу
Жұмыс үрдісінде нысанда екі тәсілмен жойылатын: реттеуіш әсерімен немесе онсыз,жұмыс ортасының (энергияның) шығыны мен кіріс ағынының сәйкессіздігі пайда болады.
Егер мұндай сәйкессіздік нөлге ұмтылатын болса, ал басқарылатын шама-реттеуіштің қатысуынсыз жаңа орныққан мәнге ұмтылатын болса,онда нысан өздігінен теңестіру қасиетіне ие. Мысалы, шатыр және қабырға арқылы жылу шығынының көбейгенінен жылыжай ішіндегі ауа температурасының азаюы кезінде өздігінен теңестіру байқалады,сонымен қатар үлкен жинақтауыш қасиеті ие,топырақтан берілетін жылу ұлғаяды.Төменгі температурада жаңа жылулық тепе-теңдік пайда болады,егер ол берілген шектен шықпаса, онда реттеуіш әрекеті қажет етілмейді.
Өздігінен теңестірусіз нысандар ауытқуы әсерінің нәтижесінде бұзылған тепе-теңдігінің қалпына келтірілмеуімен сипатталады.Мұндай нысандар өте қиын басқарылады.
Өздігінен теңестіру оң немесе теріс болуы мүмкін.бірінші жағдайда тепе-теңдік реттеуіштің қатысуынсыз қалпына келеду,екіншіде пайда болған бұзылуы өсуге ұмтылады.
Әр түрлі нысандардың өздігінен теңестіру қабілеттілігі әр түрлі, яғни бірдей сыртқы әсерлерде басқарылатын шаманың өзгеруі әп түрлі болуы мүмкін.
Нысанның өздігінен теңестірілуі санды түрде өздігінен теңестіру коэффициентімен бағаланады, яғни ол сыртқы әсердің өсу туындысының басқарылатын шама туындысының қатынасына тең.
5.5. Үрдістің кешігуі
Көптеген нысандарға уақыт бойынша нысанға түсетін басқарушы әсердің өзгеруімен және сәйкес басқару шамасының өзгеруі арасында кешігу шақыратын инерциондық тән келеді. Кешігу тек нысандарға емес, сонымен қатар автоматты жүйенің басқа да элементтеріне, соның ішінде реттеуішке тән қасиет және жүйеге кіретін элементтің инерциялылығына бағынышты. Себептерге байланысты өтпелі және транспортты кешігу деп бөлінеді.
Өтпелі кешігу заттың бір сыйымдылықтан басқаға немесе энергияның бір күйден ауысуы нәтижесіндегі кедергілер салдарынан пайда болады және әрдайым сыйымдылық, индуктивтілік және т.б. болатын нысандарда байқалады. Өтпелі кешігу басқару үрдісіне кері әсерін тигізеді.
Транспортты кешігу басқарылатын орган және нысанның шығыс арасында, беріліс арналары бар нысандарға тән. Мұндай каналды өту үшін арнаның ұзындығын заттың қозғалыс жылдамдығының қатынасына тең уақыт қажет. Автоматты басқару үрдісі транспорттық кешігу уақыты аз болған жағдайда қолайлы өтеді. Әр түрлі нысандарға әр түрлі кешігулер тән. Солайша, бірсыйымдылықты нысандар тек беріліс кешігуіне ие, екі сыйымдылықты және көпсыйымдылықты нысандар транспортты және өтпелі кешігуіне ие, ал сыйымдылықсыз нысандарда кешігу жоқ.
5.2. суретте сыртқы әсердің нысанда өзгерген кездегі тек өтпелі, өтпелі және транспортты, кешігулері бар нысандардағы басқарылатын шаманың өзгеруі графикалық түрде бейнеленген. Транспорттық кешігу өтпелі үрдіс сипатына едәуір әсер ететіндігі жоғарыда көрсетілген қисықтардан көрініп тұр.
Реттеуіштің кешігуі өтпелі түрге жатады. Ол – үйкеліс күшін, саңылаулар әсерін, индуктивтілердің, сыйымдылықтарды, сыйымдылықтарды, реленің және орындаушы механизмнің іске қосылуының кешігуін жеңуге жұмсалатын уақыт. Кешігудің теріс әрекеті басқару органының орын ауыстыруы басқарылатын шаманы өзгерту үрдісінде реттеуішті қалыптастыратын басқару сигналдарымен уақыт бойынша сәйкес келмеуі б.т. Егер нысан өздігінен теңестіру қасиетіне ие болмаса, кешігудің әсері өте қауіпті болады.
5.6.Екпіндеу уақыты және уақыт тұрақтылығы
Бөлек нысандарды қасиеттері бойынша өтпелі режимде салыстыру үшін, басқаша аитқанда, нысандардың динамикалық қасиеттерін бағалау үшін толық екіпіндеу уақыты түсінігі енгізілген.Бұл түсінікті түсінудің ең оңай жолы басқарылатын шаманың уақыт бойынша өзгерісін көрсеткен екпіндеу қисығын қарастыру.Мұндай қисықты нысан кірісін шаманы секірмелі түрде беріп, әр түрлі уақыт моментері үшін басқарылатын шаманын өзгерісін жазып алу арқылы алуға болады.
5.3 а-суретте өздігінен теңестіруге ие нысаның екпіндеу қисығы көрсетілген.
Мұндай қисығы сыртқы әсердің өзгергендігі өздігінен теңестіру үрдісіне басқарылатын шама мәнінің өзгеруін моментері дейінгі өтпелі үрдіс ұзақтығы анықтайды.Әрбір нысан үшін екпіндеу уақыты өз физикалық мағынасына ие.Нысан ушін екпіндеу уақыты мысалы кернеу берілген уақыттыан электрқозғалтқышның номиналды айналу жылдамдығы жеткенше және іске қосылғаның кейін тепе-тең күйге тускенде дейінгі уақыт немесе қоздырғыш элеметте желіге қосқаның кейін теңестірі болмаған жағдай оның екпіндеу уақыты.Нысанның уақыт тұрақтысың мәнің екпіндеу қисығының бастапқы нүктесіне жанама жүргізу арқылы анықтауға болады.
Уақыт тұрақтысы неғұрлым үлкен болса соғырлым нысан басқарылатын нашар беріледі 5.3 -суретте нысандардың екпіндеу қисықтары әр түрлі санды сиымдылықпен қөрсетілген.Әр түрге нысанның уақыт тұрақтысын мәні бірдей болмайды сиымдылығы жоқ насында бір сиымдылығы да екісиымдылықта үшсиымдылықта және т.б және сонимен қатар(Т1Т2Т3).
5.7. Негізгі қасиеттерді анықтау
Нысанның динамикалық қасиеттерін сипаттайтын екпіндеу қисығы тиісті өңдеуден және талдаудан кейін кешігу уақытын, өздігінен теңестіру коэффицентін, басқарылатын шаманың өзгерісін, нысанның уақыт тұрақтысын және реттеу уақытын анықтауға мүмкіндік береді.
Берілім кешіру уақытын
екпіндеу қисығында kl сыртқы әсердің бастапқы өзгерісінің моментімен F және басқарылатын шаманың бастапқы өзгеру аралығындағы О нүктесін табады да, аб түзуімен қиылысқанша оған жанама жүргізеді, 1-2 кескіні өтпелі кешігуді сипаттайды. Толық кешігу уақыты: τ =
.Өздігінен теңестіру коэффицентін F әсерінің және басқару шамасында соның нәтижесінде болатын максималды ауытқуының қатынасына тең: ρ=F/y.