Виды запаздываний объектов управления. Звено чистого запаздывания.

Запаздывание процесса в объекте, которое может существенно мешать работе САР, во многих случаях поддается изменению. Например, САР трубы-сушилки значительно лучше работает, если вместо дозировочного стола под бункером и ленточного конвейера для подачи сырого угля применить ленточный питатель с регулируемой скоростью движения. При такой системе регулирования подачи сырого угля достигается за счет изменения скорости движения ленты. Транспортное запаздывание резко снижается.

Запаздывание процесса нейтрализации под действием CaS04 объясняется тем, что CaS04 заполняет пористое пространство породы, сокращая поверхность контакта между НС1 и карбонатными породами.

Запаздывание процесса перемагничивания стали от изменения тока в намагничивающей катушке называется магнитным гистерезисом. Рассмотренные кривые- называются петлей гистерезиса. Явление гистерезиса используется, в частности, в электротехнике, в машинах постоянного тока.

Схема каскадного автоматического регулирования. 1 - нагреватели, 2 - автотрансформатор. Время запаздывания процесса характеризуется промежутком времени между образованием возмущения и началом соответствующего ему изменения регулируемого параметра в месте установки чувствительного органа регулятора. Это запаздывание зависит от внутренних свойств регулируемого объекта, в основном от числа и величины емкостей и сопротивлений между ними.

Корневой годограф для системы из четырех статических звеньев. Время запаздывания процесса характеризуется промежутком времени между мгновениями образования возмущения и начала соответствующего ему изменения регулируемого параметра в месте установки датчика регулятора. Например, при увеличении теплоотдачи каким-либо телом, находившимся в установившемся тепловом режиме, снижение температуры в месте установки термометра начинается с опозданием и с пониженной скоростью, не соответствующей образовавшемуся возмущению.

Время запаздывания процесса характеризуется промежутком времени между мгновениями образования возмущения и начала соответствующего ему изменения регулируемого параметра в месте установки чувствительного органа регулятора.

Эффекты запаздывания процесса выпучивания оболочек и пластинок при динамическом нагружении А.С. Вольмир объясняет влиянием сил инерции, соответствующих перемещениям при выпучивании.

Было выявлено запаздывание процессов понижения давления в блоке по сравнению с таким же процессом в трещине. Характерное время запаздывания процесса восстановления давления определяется на основе данных исследований скважин методом прослеживания за восстановлением забойного давления после ее закрытия, а также результатов, полученных методом установившихся отборов. Для этого необходимо решить обратную задачу теории упругого режима фильтрации в трещиноватой породе, для чего проще всего воспользоваться преобразованием Лапласа.Отставанием называют неиз бежное запаздывание процесса резки в нижних слоях металла по сравнению с верхними.Отставанием называют неиз бежное запаздывание процесса резки в нижних слоях металла по сравнению с верхними.

Если учесть, что запаздывание процесса регулирования по температуре значительно больше, чем в случае регулирования постоянного количества флегмы, то станет очевидным, что достигнуть хорошего качества регулирования последним способом значительно проще.

Переходным (емкостным) запаздыванием процесса регулирования называется запаздывание, зависящее от тепловых, гидравлических и других сопротивлений между емкостями объекта и определяется как промежуток времени от момента возмущения до начала изменения регулируемой величины в результате преодоления указанных межъемкостных сопротивлений.

Переходным (емкостным) запаздыванием процесса регулирования называется запаздывание, зависящее от тепловых, гидравлических и других сопротивлений между емкостями объекта. Переходное запаздывание определяется как промежуток времени от момента возмущения до начала изменения регулируемой величины в результате преодоления указанных межъемкостных сопротивлений. Переходное запаздывание практически характеризуется тем временем, которое потребуется на преодоление межъемкостных сопротивлений. Переходное запаздывание отрицательно сказывается на качестве регулирования.

Различают три понятия: время запаздывания процесса, время запаздывания регулятора и транспортное (передаточное) запаздывание. Можно различать три понятия: время запаздывания процесса, время запаздывания регулятора и транспортное (передаточное) запаздывание.Предиктор Смита эффективен в случаях, когда запаздывание процесса больше постоянной времени этого процесса.

Поэтому, в отличие от рассмотренных выше запаздываний процесса и регулятора, транспортное запаздывание зависит от нагрузки объекта: с ее увеличением оно уменьшается.

Еще одним весьма важным свойством объекта регулирования является запаздывание процесса - задержка или замедление изменения регулируемого параметра в объекте регулирования после нанесения возмущения.Такое изменение возможно, если в системе существует запаздывание процесса воспламенения смеси.Еще более существенными являются, по-видимому, колебания расхода горючего в устройствах с малонапорными системами подачи горючего, например1 в пылеуголь-лых топках. В них угольная пыль подается током так называемого первичного воздуха через специальное устройство (лопаточную горелку) в зону горения в пред-топке, куда подается и вторичный воздух.

Одним из важнейших характеристик объектов являются емкость объекта и запаздывание процесса регулирования.

Звено чистого запаздывания

 

.

Упрощения: 1) пусть волна идет только в сторону возрастания r;

2) если r = 0, то ;

если r = l, то .

Передаточная функция: .

В качестве примера звена чистого запаздывания может служить транспортер:

; . t - время чистого запаздывания.

 

Другим примером являются длинные линии.

;.

Чистое запаздывание имеет место в тиристорных преобразователях. Здесь . m -пульсность управления. Характеризует число пульсаций или гармоник на периоде сетевого напряжения. Пусть . Тогда при частоте .

Ввиду важности звена тиристорного преобразователя в системах автоматического управления электроприводами звено чистого запаздывания имеет несколько видов аппроксимации.

1) .

- коэффициент передачи тиристорного преобразователя.

- информационная постоянная времени системы управления (постоянная входного фильтра).

Если первая гармоника входного сигнала одного порядка с частотой питающего напряжения, то сильно сказывается свойство полууправляемости тиристоров и чистое запаздывание необходимо принимать в рассмотрение. Данный эффект имеет место при наличии на входе системы высокочастотных помех. Заканчивается в течение периода питающего напряжения тиристорного преобразователя.

2) где . Получается в результате разложения в ряд Тейлора: . Если учесть только один член разложения, тогда .

3) - тиристорный преобразователь представляется пропорциональным звеном.

 

Решение уравнения дает бесконечное число нулей и полюсов.

 

 

Получили первый признак неминимальной фазовости – нули оказались в правой полуплоскости.

Рассмотрим частотные характеристики звена чистого запаздывания.

; ; ; .

Одному и тому же значению А(w) соответствует несколько w_k. Следовательно АЧХ - неоднозначная частотная характеристика.

 

Рассмотрим очень медленный процесс. Переходная характеристика

ℒ^-1 ℒ^-1 .

Весовая функция .

 

114. Техническое задание на проектирование.

Задание на проектирование устройств контроля и управления должно быть увязано с особенностями тех­нологических процессов. Поэтому в задании должно быть дано четкое общее описание всех технологических процессов, по которым должны быть разработаны авто­матические системы регулирования, защиты, блокиров­ки, контроля и сигнализации с приложением поясняю­щих схем и перечней.

В задании указываются решения, принятые (или же­лательные) по следующим вопросам:

по общей организации управления проектируемого технологического объекта;

по использованию (или отказу от применения) ин­формационных и управляющих вычислительных машин для централизованного контроля, расчетов технико-эко­номических показателей или управления технологиче­скими процессами и агрегатами;

о степени автоматизации процессов пуска и останова производственных механизмов;

о местах измерений, характере применяемых прибо­ров и местах расположения их по всем цехам, объектам и технологическим линиям;

об использовании новых, нетрадиционных средств контроля и управления.

Задание на проектирование дополняется:

технологическими чертежами (технологическими и тепловыми схемами, планами и разрезами цехов);

технической документацией на технологическое обо­рудование (паспортными данными и основными харак­теристиками оборудования станции);

прочими материалами, характеризующими объекты электростанции (по электрической части собственных нужд, по системам топливоснабжения и т. п.).

Технологические чертежи и другие материалы, допол­няющие задание, должны давать общее представление об объектах, подлежащих оснащению устройствами кон­троля и управления. Чертежи должны позволить опре­делять расстояние от мест расположения первичных из­мерительных приборов и регулирующих органов до постов управления и до других элементов аппаратуры. На чертежах производственных помещений должны быть намечены места предполагаемого расположения постов управления.

В составлении задания на проектирование автомати­зации технологических объектов обычно принимает участие проектная организация, выполняющая техниче­ский или технорабочий проект

Задание содержит следующие сведения:

наименование предприятия и задачу проекта;

основание для проектирования (приказ, план выполнения работ, инициатива);

перечень производств, цехов, агрегатов, установок, для которых выполняется проект систем автоматизации с указанием особых условий (например, взрыво- и пожарoопасность, агрессивная, влажная, запыленная окружающая среда и т.п.);

стадийность проектирования;

планируемый уровень капитальных затрат на автоматизацию и примерных затрат на НИР, ОКР и проектирование с указанием источника финансирования;

cроки строительства и очередность ввода в действие производственных подразделений и технологических узлов;

наименование организаций - участников разработки (генпроектировщик, смежники, институты);

предложения по структуре управления, объему и уровню автоматизации;

предложения по размещению пунктов управления, щитов и пультов, выбор средств автоматизации;

особые условия.

Исходные данные для проектирования

Технологические схемы с характеристиками оборудования и трубопроводов.

Перечни контролируемых и регулируемых параметров с необходимыми требованиями и характеристиками (номинальное значение, диапазон изменения, метрологические характеристики и т.д.)

Чертежи производственных помещений с указанием рекомендуемых мест установки щитов и пультов управления.

Схемы управления электродвигателями, типы пусковой аппаратуры и станций управления.

Схемы водоснабжения.

Схемы воздухоснабжения.

Данные, необходимые для расчета сужающих устройств, датчиков и регулирующих органов.

Требования к надежности и живучести систем автоматизации.