Статическое и астатическое регулирование
Если на управляемый процесс действует возмущение f то важное значение имеет статическая характеристика САУ в форме у = Ffj) при у0 = const. Возможны два основных вида этих характеристик (рис.3.7.). В соответствии с тем, какая из двух характеристик свойственна для данной САУ (рис.3.7а), различают статическое (рис.3.7.б), и астатическое (рис.3.7.в), регулирование.
Рассмотрим систему регулирования уровня воды в баке (рис.3.8). Возмущаюшим фактором является поток Q воды из бака. Пусть при Q = 0 имеем у = у0 , ε = 0. ЗУ системы настраивается так, чтобы вода при этом не поступала. При Q≠0 уровень воды понижается (ε≠0), поплавок опускается и открывает заслонку, в бак начинает поступать вода.
Рисунок 3.7 - Статическое и астатическое регулирование в САУ.
Новое состояние равновесия достигается при равенстве входящего и выходящего потоков воды. Но в любом случае при Q ≠ 0 заслонка должна быть обязательно открыта, что возможно только при ε≠0. Причем, чем больше Q, тем при больших значениях ε устанавливается новое равновесное состояние.
Рисунок 3.8 - САУ регулирования воды в баке
Статическая характеристика САУ имеет характерный наклон (рис.3.76.). Это есть пример статического регулирования. Для получения статического регулирования все звенья САР должны быть статическими. Статические регуляторы работают при обязательном отклонении ε регулируемой величины от требуемого значения. Это отклонение тем больше, чем больше возмущение f. Это заложено в принципе действия регулятора и не является его погрешностью, поэтому данное отклонение называется статической ошибкой регулятора. Чем больше коэффициент передачи регулятора Кр, тем на большую величину откроется заслонка при одних и тех же значениях ε, обеспечив в установившемся режиме большую величину потока Q.
Это значит, что на статической характеристике одинаковым значениям ε при больших Кр будут соответствовать большие значения возмущения Q, статическая характеристика САУ пойдет более полого. Поэтому, чтобы уменьшить статическую ошибку, надо увеличить коэффициент передачи регулятора.
Статизм d CAP показывает, насколько сильно значение регулируемой величины отклоняется от требуемого значения при действии возмущений, и равен тангенсу угла наклона статической характеристики, построенной в относительных единицах (рис.3.9.):
d = tg(a) = (y/yн)/ (f/fн)
где у =yн,f=fн - точка номинального режима САУ. При достаточно больших значениях Кр имеем d ≈ 1/Кр.
В некоторых случаях статическая ошибка недопустима, тогда переходят к астатическому регулированию, при котором регулируемая величина в установившемся режиме принимает точно требуемое значение независимо от величины возмущающего фактора. Статическая характеристика астатической САУ не имеет наклона (рис.3.7в.).
Возможные неточности относятся к погрешностям конкретной системы и не являются закономерными.
Для того, чтобы получить астатическое регулирование, необходимо в регулятор включить астатическое звено, например ИД, между ЧЭ и УО (рис.3.10.).
Если уровень воды понизится, то поплавок переместит движок потенциометра на величину ∆L, за счет этого появится разность потенциалов ∆φ≠0 и ИД начнет поднимать заслонку до тех пор, пока ∆φне уменьшится до нуля, а это возможно только при у = у0 . При поднятии уровня воды разность потенциалов сменит знак и двигатель будет вращаться в противоположную сторону, опуская заслонку.
Рисунок 3.9 - К понятию статизма d
Достоинства и недостатки статического и астатического регулирования:
- статические регуляторы обладают статической ошибкой;
- астатические регуляторы статической ошибки не имеют, но они более инерционны, сложны конструктивно и более дороги.
Обеспечение требуемой статической точности регулирования является первой основной задачей при расчете элементов САУ.
Рисунок 3.10 - Регулирование воды в баке астатическим регулятором.
Дата добавления: 2015-04-21; просмотров: 1814;