Файл: Лаб работа Автоматика2.pdf

устанавливается ручкой задатчика, расположенной также на лицевой панели прибора ПВ10.1Э. При ручном дистанционном управлении исполнительным механизмом нажаты клавиши «ОТКЛ» и «Р», автоматический регулятор при этом отключен от АСР, а давление воздуха на исполнительный механизм регулирующего клапана устанавливается ручкой задатчика прибора ПВ10.1Э.

Вторичный прибор имеет три шкалы: по левой шкале отсчитывается текущее значение регулируемой величины (в данном случае фактический расход воды в трубопроводе), по средней шкале устанавливается заданное значение регулируемой величины, и правая шкала служит для отсчета давления воздуха на исполнительном механизме 1д.

1.3 Задание на выполнение работы

1) Ознакомиться с принципом построения непрерывных АСР на примере замкнутой АСР расхода жидкости в трубопроводе.

2) Экспериментально исследовать влияние настроечных параметров ПИрегулятора.

1.4 Методика выполнения работы

Исследование влияния параметров настройки ПИ-регулятора на качество работы непрерывной АСР предполагает снятие переходных процессов в системе при нанесении возмущающего воздействия (изменение расхода воды) или изменения задания автоматическому регулятору при различных значениях настроек, определение из графиков переходных процессов параметров, характеризующих качество регулирования (статическая и динамическая ошибки, время регулирования и т. д.) и сравнительную оценку этих параметров.

Текущее значение регулируемой величины определяется при этом по шкале вторичного прибора ПВ10.1Э, текущее время - по секундомеру, включаемому при подаче возмущения или изменения задания регулятору.

Заданное значение регулируемой величины, диапазон варьирования настроечных параметров автоматического регулятора, величина возмущающего воздействия задаются преподавателем.

1.5 Порядок выполнения работы

Подайте питание на пневматические приборы лабораторного стенда, включив компрессор на линии сжатого воздуха. Манометр редуктора давления с фильтром осуществляет очистку и автоматическую стабилизацию давления воздуха и должен показывать 140 кПа. При необходимости отрегулируйте его с помощью РД-2291. Откройте вентиль, размещенный перед исполнительным механизмом.

Нажмите клавиши «ОТКЛ» и «Р» прибора ПВ10.1Э. При этом регулятор ПРЗ.21 отключен, а исполнительным механизмом регулирующего клапана 1д управляет задатчик (режим ручного дистанционного управления); ручкой задатчика добейтесь заданного расхода в трубопроводе. Нажмите клавишу «А» (клавиша «ОТКЛ» по-прежнему нажата). Следя по шкалам задания и

9

переменной, установите давление задания равное переменной. Нажмите клавишу «Вкл», передав тем самым управление расходом воды в трубопроводе автоматическому регулятору. Ручками настройки автоматического регулятора установите заданные значения настроечных параметров. Измените задание автоматическому регулятору задатчиком прибора ПВ10.1Э, включите секундомер и запишите значения регулируемой величины через заданные промежутки времени до завершения переходного процесса, т.е. до достижения нового установившегося режима работы объекта регулирования. По завершении экспериментальной части работы нажмите клавишу «ОТКЛ» и прикройте вентиль 2. Отключите подачу сжатого воздуха на стенд. Постройте переходные процессы в АСР на миллиметровке, определите по ним параметры, характеризующие качество автоматического регулирования.

1.6 Требования к отчету

Отчет по данной работе должен содержать:

1)цель работы;

2)функциональную схему АСР расхода жидкости в трубопроводе и ее краткое описание;

3)графики переходных процессов в АСР с указанием заданных параметров (Yз, δ, Ти) и параметров качества регулирования;

4)выводы по работе.

1.7 Контрольные вопросы

1)Приведите структурную схему непрерывной АСР. Какие элементы в нее входят и каково их назначение?

2)Чем отличаются стабилизирующие, программные и следящие системы автоматического регулирования?

3)Что называется законом регулирования?

4)Приведите законы регулирования П-, ПИ-, ПД-, и ПИДрегуляторов.

5)В каких случаях в АСР могут возникать переходные процессы?

6)Какие параметры характеризуют качество работы АСР? Как их определить из графика переходного процесса?

7)Типовые переходные процессы в АСР и их характеристика.

2 Лабораторная работа № 10. Исследование автоматической системы двухпозиционного регулирования

Цель работы: Изучение позиционного закона регулирования на примере автоматической системы двухпозиционного регулирования температуры; анализ влияния параметров системы на качество двухпозиционного регулирования.

2.1 Общие сведения

Простейшая система двухпозиционного регулирования может быть представлена в виде последовательного соединения позиционного регулятора

10

(ПР) и объекта регулирования (ОР), охваченных отрицательной обратной связью (рисунок 2.1). Основным возмущающим воздействием здесь является нагрузка объекта Z, изменение которой компенсируется регулирующим воздействием X. Выходная величина двухпозиционного регулятора Х может принимать только два значения, соответствующие максимальному (Хmах) и минимальному (Хmin) регулирующему воздействию на объект.

YЗ

Х Y ПР ОР

Y

Рисунок 2.1 - Структурная схема автоматической системы двухпозиционного регулирования

На рисунке 2.2а изображена статическая характеристика идеального двухпозиционного регулятора, мгновенно меняющего свой выходной сигнал Х при достижении регулируемой величиной Y заданного значения YЗ. Реальный регулятор обладает некоторой зоной нечувствительности σу (рисунок 2.2б), в пределах которой изменение регулируемой величины Y не приводит к изменению регулирующего воздействия Х Другими словами, регулятору необходимо некоторое время для срабатывания, поэтому он начинает вступать в работу с запаздыванием.

При Y<Yз идеальный позиционный регулятор вырабатывает регулирующее воздействия Х=Хmax, вызывающее изменение выходной величины Y (см. рисунок 2.3).

11

Y

Yз σy

Рисунок 2.3 - Изменение выходной величины Y и регулирующего воздействия X при симметричных автоколебаниях (регулятор с зоной

нечувствительности σy)

При достижении Y величины Yз регулятор должен был бы сработать, однако, ввиду наличия зоны нечувствительности σу, изменение регулирующего воздействия с Xmax до Xmin происходит с некоторым запаздыванием, при Y>Yз (рисунок 2.3). Таким образом, при использовании двухпозиционных регуляторов величина Y совершает колебания относительно заданного значения Yз. Такие колебания относительно среднего значения с амплитудой А и периодом Т называются автоколебаниями. Период автоколебаний Т = Тв + То, где Тв и Топериоды включения (Х = Xmax) и отключения (Х = Xmin) сигнала регулирующего воздействия соответственно. На рисунке 2.3 изображены так называемые симметричные автоколебания (относительно линии Y = Yз) регулируемой величины.

На практике чаще приходится сталкиваться с автоколебаниями, форма которых несимметрична относительно линии Y = Yз (см. рисунок 2.4).

При несимметричных автоколебаниях возникает так называемая квазистатическая ошибка регулирования «а», равная отклонению среднего значения (оси) автоколебаний от заданного значения регулируемой величины Yз. При Тв< То, а >0, т.е. среднее значение автоколебаний лежит выше прямой Y=Yз и наоборот. Качество двухпозиционного регулирования характеризуется параметрами возникающих в системе автоколебаний: амплитудой А, частотой колебаний и смещением «а» среднего значения относительно заданного значения Yз. Эти параметры зависят от времени запаздывания tз и емкости объекта регулирования, его нагрузки Z, величины зоны нечувствительности регулятора σу и пределов изменения регулирующего воздействия ∆Х= Хmах- Хmin .Чем меньше А и «а», тем выше качество регулирования, при этом частота колебаний не должна быть очень большой.

12