Характеристика объекта с регулятором

Характеристика объекта с регулятором [c.7]

Рис. 5. Графическое построение характеристики объекта с регулятором

Здесь уместно напомнить, что исходя из требований, предъявляемых условиями производства к форме кривой переходного процесса, возможно в процессе проектирования найти желаемый вид как вещественной, так и мнимой частотных характеристик замкнутой системы. Однако эти характеристики замкнутой системы связаны с характеристиками объекта и регулятора довольно сложными зависимостями. Поэтому для определения исправленной характеристики регулятора по известным характеристикам всей системы и объекта целесообразно перейти сначала к амплитудно-фазовой характеристике разомкнутой системы, что можно осуществить очень просто, применяя предлагаемый ниже графический способ, основанный на инверсии известного уже нам приема. [c.176]

Для управления объектами с изменяющимися статическими и динамическими характеристиками разработан регулятор качества переходных процессов. Регуляторы прошли промышленные испытания на заводах цветной металлургии и приняты для автоматизации новых технологических процессов. Система регулирования толщины горячекатаного стального листа по методу самоустанавливающейся программы, разработанная в 1957 г. и в настоящее время эксплуатирующаяся на одном из непрерывных станов, предназначена для ликвидации продольной разнотолщинности горячекатаных полос. [c.260]

Это наиболее универсальный регулятор, применимый к объектам с различными динамическими характеристиками. [c.471]

Прямые методы синтеза многосвязных САР еще не нашли практического применения. Обычно задача синтеза сводится к сравнительному анализу динамических характеристик, полученных для различных типовых, оригинальных или комбинированных схем. Для отдельных контуров, рассматриваемых вне связи с другими, разработаны методы, алгоритмы и программы для определения оптимальных законов регулирования и значений параметров настройки регуляторов. В практике проектирования САР парогенераторов расчетный анализ отдельных контуров нашел широкое применение. Обычно этот анализ проводится на втором этапе динамических расчетов после определения характеристик объекта. [c.164]

Рассмотрение результатов моделирования изменений концентраций и температурного режима совместно позволяет получить достаточно полное представление о динамических характеристиках выпарных установок. При моделировании можно получать переходные импульсные, частотные характеристики объекта, а также осуществлять моделирование объекта совместно с автоматическими регуляторами (моделями и реальными). Предварительно определяются начальные значения и пределы возможного изменения переменных, после этого рассчитываются масштабы переменных. Далее уравнения динамики выпарной установки преобразуются в машинные по методике, описанной в литературе [c.103]

Если регулятор состояния проектируется не для конечного времени установления (апериодического характера процессов), то приходится выбирать достаточно большое число их свободных параметров по сравнению с другими структурно оптимизируемыми регуляторами. При синтезе регуляторов без оптимизации квадратичного критерия качества приходится задавать либо коэффициенты характеристического уравнения (разд. 8.3), либо собственные значения замкнутой системы (разд. 8.4). Квадратично оптимальные регуляторы состояния требуют выбора весовых матриц матрицы Ц для переменных состояния и матрицы К для управляющих переменных. Для синтеза наблюдателей также необходимо выбрать свободные параметры, которые опять же являются либо коэффициентами характеристического уравнения, либо весовыми матрицами Оь и Нь квадратичного критерия качества (разд. 8.6). К тому же на процесс синтеза наблюдателей влияют параметры принятых моделей внешних воздействий (разд. 8.2), а также величина такта квантования (что относится и к регуляторам). Возможность выбора такого относительно большого числа свободных параметров при синтезе регуляторов состояния, с одной стороны, позволяет достаточно полно учесть характеристики объекта и требования к качеству управления, а с другой стороны, допускает определенный произвол при задании столь большого числа параметров. Поэтому расчет регуляторов состояния редко выполняется за один прием, а чаще проводится итеративно с использованием оценок качества процессов регулирования (изложенных в гл. 4), [c.177]

Методы синтеза регуляторов, описанные в предыдущих главах, позволяют непосредственно учитывать реальные запаздывания, присутствующие в объекте управления. Это осуществляется достаточно легко, так как запаздывание просто вводится в модель объекта, представленную в дискретной форме, что является еще одним преимуществом дискретного представления по сравнению с описанием объекта в классе непрерывных сигналов. В связи с этим регуляторы для объектов с запаздыванием могут быть непосредственно синтезированы с использованием ранее изложенных методов. Управление объектами с запаздыванием, малым по сравнению с их другими динамическими характеристиками, уже рассматривалось в некоторых примерах. Малое запаздывание или является допустимой аппроксимацией малых постоянных времени объекта управления, или соответствует действительно присутствующим в объекте задержкам в передаче сигналов. Если же запаздывание велико по сравнению с другими динамическими характеристиками объекта, то здесь возможно несколько особых случаев, о которых речь пойдет ниже. Следует подчеркнуть, что большие значения запаздывания необходимо рассматривать исключительно как наличие задержек в передаче сигналов. В общем случае объекты управления с запаздыванием можно разделить на два класса объекты, характеризующиеся только задержкой в передаче сигналов, т. е. объекты с чистым запаздыванием, и объекты, обладающие запаздыванием и собственной динамикой. [c.181]

В этой главе будет кратко рассмотрено влияние изменений характеристик объекта на поведение замкнутой системы. Под изменением характеристик будем подразумевать как несоответствие модели объекту, так и изменение его параметров. Ниже при синтезе регуляторов изменения параметров будут оцениваться по отношению к номинальному вектору параметров 0 . Представляет интерес исследование зависимости характеристик замкнутой системы для небольших отклонений вектора параметров от номинального значения при использовании регулятора с постоянными параметрами. В дальнейшем предполагается, что порядок модели объекта не должен изменяться, а скорость изменения параметров существенно меньше скорости протекания переходных процессов в замкнутой системе. Последнее предположение позволяет считать, что объект является квазистационарным. [c.198]

Главное отличие адаптивных систем управления от систем с фиксированными параметрами и структурой состоит в том, что они могут приспосабливаться (подстраиваться) к изменяющимся характеристикам объектов и протекающих в них процессов. Существует два основных способа настройки регуляторов, которые иллюстрируются рис. 22.1. [c.349]

Приведенные примеры показали, что адаптивные регуляторы могут быть использованы для настройки параметров регуляторов с учетом заданной рабочей точки, изменений статических характеристик нелинейных объектов управления (возникающих при изменении уставок), а также нестационарности характеристик объекта управления (связанной с наличием таких внешних возмущений, как, например, изменение расхода отдельных компонентов раствора). Адаптивные регуляторы обеспечивают более высокое качество управления по сравнению с фиксированными регуляторами. Кроме того, применение самонастройки вместо ручной настройки регуляторов по заданной методике позволяет значительно экономить время. [c.429]

Таким образом, метод следует применять как основной при выборе структуры системы управления и расчета регуляторов с фиксированными параметрами или адаптивных регуляторов с прямой связью, если характеристики объекта управления не зависят от времени. [c.510]

Если за начальную точку установившегося режима принять точку В, образованную пересечением статической характеристики объекта и,.. = / (/р) с кривой закона регулирования регулятора [c.112]

Однако регулятор с интегральной переходной характеристикой, плавно отрабатывая медленные возмущения, не реагирует практически на быстрые изменения выхода объекта, и на выходе последнего могут появиться быстрые всплески, шум, которые не будут подавляться. Во избежание этого к интегральной, медленно нарастающей, но жестко удерживающей стационарный режим объекта составляющей следует добавить пропорциональную, от которой теперь не требуется большого усиления — достаточно, если она быстро передаст возникшие возмущения выхода объекта с обратным знаком на вход исполнительного механизма. Этот сигнал можно просто сложить с интегральной составляющей. Для улучшения способности системы гасить быстрые возмущения к этим составляющим добавляют иногда третью — дифференциальную. Эта составляющая не что иное, как приближенно вычисленная [c.37]

Регуляторы ВТИ предназначены в основном для автоматического регулирования работы барабанных и прямоточных паровых котло и вспомогательного оборудования тепловых цехов электростанций. Их можно также применять в любых других отраслях промышленности на объектах с подобными динамическими характеристиками. Блок-схема регулятора ВТИ представлена на фиг. 30-41. [c.552]

Для суждения о динамических характеристиках регулируемого объекта и регулятора необходимо располагать семействами их переходных функций (например, кривых разгона) или АФХ. Экспериментальное определение АФХ требует обычно более значительной затраты труда, чем снятие переходных функций. Это особенно существенно при снятии характеристик промышленных регулируемых объектов поэтому при грубых расчетах часто ограничиваются только снятием переходных функций с последующим приближенным вычислением по ним АФХ. [c.563]

Во многих случаях динамические характеристики промышленных регулируемых объектов существенно ухудшаются с уменьшением нагрузки. Вследствие этого при использовании регуляторов с постоянной настройкой на малых нагрузках затухание процессов регулирования ухудшается. Выбирая регулирующие органы с рабочими характеристиками с крутизной, уменьшающейся по мере уменьшения нагрузки (например, параболические и логарифмические рабочие характеристики), можно обычно добиться удовлетворительного затухания процессов на всех нагрузках. Однако в этих случаях рациональнее вместо регулирующих органов с нелинейными характеристиками применять специальные регуляторы, автоматически меняющие настройку при изменении нагрузки регулируемого объекта. Подобные регуляторы наряду с нужным затуханием процессов на всех нагрузках обеспечат также и наилучшие значения других критериев качества регулирования. [c.569]

Несмотря на то что дизель как регулируемый объект обычно обладает собственной устойчивостью, установка регулятора практически оказывается необходимой в целях уменьшения возможных отклонений частоты вращения от заданных значений. При этом регулятор также должен обладать устойчивой характеристикой в процессе регулирования. Для этого характеристика пружины / пр регулятора должна быть круче характеристики центробежной силы, как показано на рис. 58, а. Пусть, например, муфта 6 (см. рис. 56, а) переместится вверх от положения 5з (см. рис. 58, а). Тогда сила пружины будет преобладать над центробежной силой С и возвратит муфту 6 в равновесное положение. При отклонении муфты 6 вниз от положения центробежная сила будет преобладать над силой пружины и возвратит муфту 6 в равновесное положение [c.110]

К этой группе задач тесно примыкает решение задач линейного программирования на аналоговых вычислительных машинах. Средства математического моделирования за последние годы получили также широкое применение в качестве составных частей сложных систем управления. Так, например, метод управления при помощи прогнозирования предусматривает применение аналоговой вычислительной машины, работающей в ускоренном масштабе времени с повторением решения. Другим примером может служить применение аналоговых вычислительных машин для коррекции параметров регуляторов в самонастраивающихся системах, работающих с объектами, обладающими переменными во времени характеристиками. [c.277]

Программа расчета замкнутой САР использует те же сервисные программы печати результатов, библиотеку действий с комплексными числами, блоки формирования частоты и массива действительных частотных характеристик, программу пересчета частотных характеристик во временные, что и программа расчета объекта. Изменения вносятся в блок загрузки переменной и постоянной информации. Усложняется организация программы, поскольку осуществляется многократное обращение к блокам П и 1П программы объекта. Дополнительно вводятся блоки расчета выходов регуляторов в разомкнутой системе, формирования матрицы А и блок решения уравнения (9-24) по стандартной подпрограмме методом Гаусса. Массив [c.170]

Рущинский В. М. Определение параметров настройки регуляторов по расширенным частотным характеристикам объекта и регулятора.— Приборостроение , 1961, № 2, с. 27—33. [c.888]

Максимальный допустимый коэффициент усиления системы в этом случае будет в 2—5 раз выше, чем в случае использования в системе пропорционального регулятора, так как снижение величины приведенного модуля частотной характеристики объекта с избытком компен- [c.161]

Для выполнения отдельных этапов синтеза АСР разработаны алгоритмы и программы расчетов на ЭВМ. В [29] приведены программы для расчета на ЭВМ Наири-2 КЧХ замкнутых н разомкнутых автоматических систем регулирования, границы области заданного запаса устойчивости для АСР с ПИ-регулятором, переходных характеристик объектов и замкнутых АСР, статистических характеристик случайных возмущений. Полный аглоритмический синтез АСР может быть выполнен с использованием пакета прикладных программ (ППП), реализованного на ЭВМ ЕС-1020 (ДОС) [37]. Основные модули ППП позволяют решать следующие задачи расчет КЧХ элементов структурной схемы АСР, решение нелинейных уравнений типа F(a )=0, поиск максимума унимодальных функций и глобального экстремума функции нескольких переменных при огранпчении типа неравенства, расчет переходных процессов и построение их графиков. [c.457]

Нетрудно заметить, что характеристика сложного объекта с выходной величиной Oj. = Огл + д.пр существенно отличается от характеристики всего пароперегревателя с выходной величиной Огп-Вследствие малой инерционности и малого запаздывания в опережающем участке, а также вследствие включения на выходе этого участка дифференциатора изменение 5д.пр начинается значительно заньше и происходит значительно быстрее, чем изменение Вгл. 3 связи с этим расчетные параметры сложного объекта х и Г определяются почти полностью составляющей суммарного импульса Яд.пр- Их значения получаются значительно меньшими, чем значения т и Г, определяемые по основной кривой разгона Ягл. Это. естественно, отражается и на параметрах настройки регулятора. [c.242]

Во всех рассмотренных случаях матрица А может быть представлена в различных канонических формах (см. разд. 3.6). В урзв-нениях (9.1-6) и (9.1-8) мзтрица А имеет рззмерность тх т, а в уравнении (9.1-7) — (т+с1)Х (т+ё). Таким образом, введение запаздывания в матрицу А системы приводит к появлению (1 дополнительных переменных состояния. Характеристики объекта относительно входа/выхода не зависят от формы представления ззпаздывания, однако с точки зрения синтеза это имеет существенное значение, поскольку влияет на структуру и параметры синтезируемых регуляторов. Способ введения запаздывания (по входу или по выходу) зависит от технологической структуры реального объекта и в общем случае может быть достаточно просто обоснован. [c.182]

Существует большое число работ, связанных с проектированием непрерывных регуляторов для объектов с запаздыванием (см. [9.11 —[9.7] и [9.14]). В них детально рассмотрены как параметрически оптимизируемые регуляторы пропорционального и интегрального типа, так и регуляторы-предикторы, предложенные в работе Ресвика [9.1]. В последних модель объекта с запаздыванием включена в обратную связь регулятора, в результате чего удается получить наименьшее время установления переходных процессов. Недостатки таких регуляторов-предикторов и их модификаций (см. [5.14]) состоят в их относительно высокой эксплуатационной стоимости и высокой чувствительности к несоответствию реального и заложенного при синтезе времени запаздывания. В общем случае для управления объектами с запаздыванием рекомендуется использовать пропорционально-интегральные регуляторы, динамические характеристики которых являются аппроксимацией регуляторов-предикторов. Однако применение цифровых вычислителей позволяет существенно снизить их эксплуатационную стоимость. Поэтому мы ниже снова рассмотрим дискретное управление объектами с (большим) запаздыванием. [c.183]

Всестороннее моделирование и исследование с реальными объектами управления показали, что алгоритмы управления с подстройкой параметров устойчивы при выполнении перечисленных выше условий. Это может быть объяснено эвристически. Предположим, что модель объекта управления неверна, так что полюса замкнутого контура управления сдвинуты к границе устойчивости. При этом амплитуда входного сигнала объекта управления увеличивается. Если предположить, что изменения входного воздействия возбуждают все т собственных движений объекта управления (см. гл. 23.2) и имеют достаточную амплитуду по сравнению с действующим шумом, то идентифицируемая модель уточняется. Вслед за этим также уточняются параметры регулятора и улучшаются характеристики замкнутого контура в целом. Входной сигнал будет обладать требуемыми свойствами, если он содержит т гармоник или его автокорреляционные функции связаны соотношением 0ии(О)> ии(1)>- ->0ии(п1)- Даже если входной сигнал возбуждает все собственные движения объекта управления кратковременно, этого может быть достаточно для улучшения модели объекта управления. Изложенные результаты получены с помощью моделирования и эксперимента и не могут служить общим доказательством устойчивости. Поэтому получение новых условий глобальной устойчивости адаптивных систем управления с подстройкой параметров вносит свой вклад в решение общей проблемы. Обзор материалов по этой тематике дается в работе [25.12]. В следующем разделе приводятся некоторые общие условия для сочетаний РМНК, РОМНК, РММП с регуляторами РМД при случайных возмущениях. Эти условия базируются на анализе рекуррентных методов оценивания параметров. Дальнейшие ссылки делаются на работу [25.20]. [c.407]

Система регулирования состоит из трехъемкостного объекта с одинаковыми постоянными времени и пропорционального регулятора. Изобразите кривую переходного процесса при условии, что возмуш,ение по нагрузке приложено после первого элемента объекта. Для оценки максимальной динамической ошибки используйте частотную характеристику замкнутой системы. Примите общее значение коэффициента усиления равным 4,4 и сравните найденное значение с данными рис. 4-110. [c.204]

Определение настроек по переходной характеристике объекта. Второй метод, предложенный Циглером и Никольсом [Л. 1], основан на анализе формы кривой переходного процесса — реакции разомкнутой системы на ступенчатое возмущение на входе. Контур регулирования может быть разомкнут при этом в любой точке, однако, как правило, система размыкается между регулятором и клапаном. Система переводится на ручное управление, и производится ступенчатое изменение управляющего давления на клапан. Выходной сигнал объекта, регистрируемый с помощью записывающего прибора, как правило, имеёт 5-образную форму, как показано на рис. 9-2. Параметры настройки регулятора выбираются в зависимости от величины максимального наклона кривой к оси абсцисс N и величины эффективного запаздывания Ь, которая определяется расстоянием от точки начала отсчета до точки пересечения продолжения прямой максимального наклона с осью [c.239]

XI ( ) регулируемой величины х ( ), отсчитываемых от заданного движения,, которое в координатах Хг 1) описывается, следовательно, равенствами ( ) = О (г = 1,. . ., п). Исследование качества переходного процесса на основе оценки вида (4.1) восходит к работам А. А. Харкевича, опубликованным в 1937 г. Затем оценки такого типа были изучены Н. Д. Моисеевым и его сотрудниками в связи с их исследованиями по теории устойчивости движения. Теория качества переходных процессов, базирующаяся на квадратичных оценках (4.1), получила существенное развитие в работах Б. В. Раушенбаха (1941), А. А. Фельдбаума (1948) и А. А. Красовского (1949). Подчеркнем, что здесь речь шла главным образом о выборе числовых значений параметров объекта и регулятора из заданного класса,, но не формулировалась еще общая задача о синтезе оптимальной системы, который определялся бы из условия минимума величины I (4.1) при любых возможных начальных условиях х ( о) = ж . Естественно, что параметры регулятора, подобранные из условия экстремума величины I при некотором типичном наборе начальных условий х , могли оказаться не экстремальными при других начальных данных х ( о). В связи с этим обстоятельством Н. Г. Четаев (1949) предложил и оценил другую важную количественную характеристику переходного процесса. Именно, он оценил сверху время Т, по истечении которого возмущенное движение х ( ) линейной системы, начавшееся в сфере а ( о) <й, оказывается и остается затем в 8-окрестности ) невозмущенного движения а ( ) = 0. Это- [c.184]

Существующие на некоторых типах блоков ножницы между регулировочным диапазоном и диапазоном допустимых нагрузок следует, если это технически возможно, устранять. Так, например, на блоках с мазутными котлами это может быть достигнуто заменой механических форсунок, на широкодиапазонные паромеханические, что выполнено на ряде электростанций. Для обеспечения работы регуляторов в пределах всего диапазона допустимых нагрузок, если надлежащее качество првцесса регулирования не обеспечивается вследствие значительного изменения динамических характеристик объекта, должна быть применена специальная аппаратура, обеспечивающая автоматическое дискретное изменение параметров динамической настройки регуляторов. До выполнения этих мероприятий в случае необходимости по системным условиям оставления блока в регулирующем режиме работы на периоды провала нагрузки возможно смещение регулировочного диапазона ближе к минимуму допустимых нагрузок. [c.156]

Система с обратной связью является замкнутой. Характеристика объекта дГв ых = /( > 2) зависит как от его собственной ( естественной ) характеристики лТдых = / ( )> так и от характеристики воздействия регулятора, называемой регулировочной характеристикой г = / (л ). Регулировочная характеристика В (рис. 5), отражающая закон изменения регулирующего сигнала г для получения заданной характеристики Б объекта, строится графически путем нахождения на характеристиках Г регулятора точек с новыми заданными значениями х при определенных значениях Р. [c.7]

Экстремальные регуляторы применяются не тольк( в тех случаях, когда статич. характеристика объект. у = I х) имеет экстремум, к-рый надо находить 1 поддерживать. Часто важно так управлять однил или неск. регулирующими органами, чтобы экстре мальное значение принимал нек-рый сводный пара метр, к-рый не может быть непосредственно измерен но может непрерывно вычисляться по измеряемым параметрам. Таким параметром может, иапр., быт1 кпд машины, производительность той или иной уста новки, стоимость расхода сырья или энергии на тонну продукта, цена изделия. В этих случаях экстремум регулятор, объединенный с вычислит, устройством позволяет построить систему управления сложнымг агрегатами и технологич, циклами, к-рая обеспечивает максимизацию или минимизацию таких параметров. [c.388]

Отсюда видно, что заданную линию регулирования, совпадающую с изобарой / 2 = onst, можно реализовать астатическим регулятором давления р2 статическим регулятором частоты вращения /г регулятором температуры с положительной обратной связью. Схемы этих регуляторов показаны на рис. 5. При астатическом регулировании, когда в регуляторе нет обратной связи и поэтому отсутствует зависимость между установившимся значением регулируемого параметра и величиной регулирующего воздействия (фактора) От. не может быть остаточной неравномерности ( статической ошибки ) регулируемого параметра при изменении статических характеристик объекта регулирования. [c.204]

При тактах квантования, соизмеримых или больших характерной постоянной времени объекта способ дискретной аппроксимации уравнения аналового регулятора (7 7.1) оказывается непригодным. Однако и в этом случае используют алгоритм (7.7.6), подбирая коэффициенты к , дх и 2 из условия обеспечения хорошего качества регулирования с учетом характеристик объекта, в частности постоянной времени Тов- [c.274]

В соответствии с другим алгоритмом, который мы назвали методом квази Найквиста , требуется задавать желаемое поведение разомкнутого контура. Метод основан на декомпозиции по вырожденным значениям и обобщенной полярной декомпозиции передаточных матриц, он позволяет одновременно удовлетворить требования к устойчивости, качеству и робастности системы. В этом алгоритме особое внимание уделяется именно аспектам робастности замкнутой системы. После декомпозиции по вырожденным значениям передаточной матрицы соответствующее преобразование фазовой характеристики дает так называемые годографы квази Найквиста . Проводимый затем тщательный анализ характеристик робастности определяет структуру регулятора, в которой используется множество вырожденных координат объекта (в обратном порядке) с учетом соответствующих годографов. Полезность этого подхода определяется тем, что он позволяет проектировать регулятор с учетом всех основных характеристик системы устойчивости, качества и робастности. Существенным преимуществом этого квазиклассического метода является его удобство для реализации на ЭВМ. Параметры регулятора оптимизируются с использованием метода взвешенных наименьших квадратов. Метод позволяет синтезировать регуляторы для объектов с различным числом входов н евыходов [7]. [c.122]

Условия мажорирования частотной характеристики САРС машинного агрегата с ДВС определяются следующими допущениями а) текущее значение частоты может совпадать с одной из собственных частот механического объекта регулирования б) необратимые потери энергии при колебаниях в центробежном измерителе угловой скорости отсутствуют в) потери энергии х и колебаниях в механическом объекте регулирования характеризуются постоянным коэффициентом поглощения, определяемым по параметрам низкочастотных резонансных колебаний силовой цепи ыашпны г) при наличии амплитудно-импульсных звеньев процесс управления принимается непрерывным д) постоянная времени центробежного измерителя, а в системах непрямого регулирования и постоянные времени сервомоторов принимаются равными своим минимальным значениям е) расчетный скоростной режим САРС соответствует минимальной степени неравномерности регулятора. [c.141]

Случай 2. EaiH инерционность регулируемого объекта относительно промежуточной регулируемой величины значительно меньше инерционности основного канала, то внутренний контур может работать с таким быстродействием, что промежуточная величина практически точно поддерживается стабилизирующим регулятором на заданном значении. При этом, исключая промежуточные величины, можно свести структурную схему к одноконтурной, в которой характеристика эквивалентного объекта для корректирующего регулятора определяется следующим образом [c.459]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...