Характеристики объектов управления
План лекции №1
q Цели и структура курса.
q Основные положения ТАУ (повторение).
q Характеристики объектов управления:
Ø Виды тестовых воздействий;
Ø Виды динамических характеристик.
q Математическое описание динамических систем:
Ø Дифференциальные уравнения;
Ø Передаточные функции;
Ø Переходные характеристики;
Ø Экспериментальное получение математической модели динамической системы на примере кривой разгона.
Цели курса
Целью данного курса является ознакомление с основами разработки и проектирования АСУТП, практической реализацией АСУТП; а также изучение систем автоматизации и диспетчеризации в современном коммунальном хозяйстве и промышленности, в частности – автоматизации систем теплоснабжения и кондиционирования.
Основные положения ТАУ
Объектом управления может быть многое. В рамках данного курса объектами управления будут промышленные установки и объекты коммунального хозяйства.
Управление может быть ручным, дистанционным и автоматическим.
Ø Ручное управление реализуется непосредственно по месту с помощью ручного воздействия на какие-то средства управления, например, клапаны или задвижки.
Ø Дистанционное управление подразумевает нанесение управляющих воздействий на объект со щита, пульта или АРМ оператора, удаленных от объекта. В этом случае оператор наносит управляющее воздействие с помощью манипулятора «мышь», ключей или кнопок.
Ø Автоматическое управление осуществляется каким-либо автоматическим устройством, например, контроллером, без участия человека.
Часто различают понятия «автоматический» (выполняемый вообще без участия человека) и «автоматизированный» (выполняемый с участием человека, например, под контролем оператора).
Также обычно различают понятия «управление» и «регулирование».
Под управлением обычно понимают изменение состояния или режима работы объекта по желанию оператора, временной программе и т.д.
Под регулированием понимают борьбу с воздействием на объект внешних возмущений.
Регулирование может выполняться с помощью регуляторов прямого и косвенного действия.
Регуляторы прямого действия не требуют дополнительных источников энергии для своей работы. Пример: регулятор Ползунова.
Регулятор косвенного действия требует для работы дополнительный источник какой-либо энергии, например, электрической, гидравлической или пневматической.
Системы управления в ТАУ обычно изображают в виде структурных схем, типовая система управления приведена на рисунке.
Где: x – задающее воздействие; u – командное воздействие; у – управляемая величина; ε- сигнал рассогласования; μ – регулирующее воздействие; λ – возмущающее воздействие.
Автоматическая система регулирования (АСР) приведена на рисунке
Основная задача, решаемая при создании АСР - это обеспечение наименьшего рассогласование между текущим и заданным значением регулируемой величины, соответственно, обеспечение наилучшего качества регулирования. Решение такой задачи называется синтезом АСР.
При синтезе АСР в промышленности сталкиваются с рядом проблем:
Ø Большая инерционность динамических характеристик;
Ø Большая степень неопределенности характеристик объекта;
Ø Непостоянство во времени характеристик объектов управления.
При синтезе АСР сначала необходимо изучить динамические характеристики объекта регулирования, на основании анализа которых разрабатываются регуляторы с требуемыми динамическими характеристиками.
Характеристики объектов управления
Существуют статические и динамические характеристики объектов управления.
Ø Статическая характеристика – зависимость выходной величины объекта от его входной величины в установившемся режиме. Время в явном виде в выражении для статической характеристики не присутствует.
Ø Динамические характеристики несут в себе информацию о поведении объекта в переходных режимах. В выражениях для динамических характеристик в явном виде присутствует время.
Для определения динамической характеристики объекта экспериментальным путем на объект наносятся тестовые воздействия и фиксируется изменение выходной величины.
Тестовые воздействия для определения динамической характеристики объекта :
ü Ступенчатое воздействие;
ü Импульсное воздействие;
ü Гармонические колебания;
ü Случайные воздействия.
Динамические характеристики объекта, в зависимости от вида тестового воздействия (т.е., входного сигнала) делятся на временные и частотные.
Временные динамические характеристики:
кривая разгона;
переходная характеристика;
импульсная (переходная) характеристика.
Частотные характеристики:
амплитудно-частотная характеристика (АЧХ – A(ω), ω - частота);
фазо-частотная характеристика (ФЧХ - φ(ω));
комплексно-частотная характеристика (КЧХ - W(jω)=A(ω)ejφ(ω)).
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|