Возмущения по нагрузке

На рис 6-33 представлены экспериментальные данные по регулированию вторичного перегрева при возмущениях по нагрузке корпуса А температура первичного пара перед теплообменниками /"кпш поддерживалась в соответствии с расходом питательной воды. [c.250]

При исследовании в качестве возмущающего воздействия принято скачкообразное изменение нагрузки. Такое скачкообразное возмущение возможно и в реальной системе, например, при отключении части нагрузки. Для возмущения по нагрузке показателями качества переходного процесса правильно было бы считать заброс регулируемой величины и время достижения ею заданного значения (время процесса регулирования). [c.59]

На рис. 40 приведены кривые процесса перемещения элементов первого типа регулятора скорости при скачкообразном возмущении по нагрузке при р= 15%, а на [c.80]

Для установок с пароотборами возмущения по нагрузкам потребителей зачастую имеют сложный статистический характер. В этом случае перспективны системы, самоприспосабливающиеся к различным условиям работы завода. [c.201]

Если объект представляет собой последовательное соединение трех элементов первого порядка и возмущение по нагрузке приложено после первого элемента [c.99]

Как было показано, передаточные функции замкнутых систем для возмущения по нагрузке и заданному значению имеют вид [c.101]

Пример 4-2. Объект аппроксимируется уравнением первого порядка с постоянной времени 1 мин и чистым запаздыванием Ь = = 1 мин. Инерцией измерительного устройства, регулятора и клапана пренебрегаем. Определим реакцию системы с пропорциональным регулированием иа ступенчатое возмущение по нагрузке, приложенное [c.118]

Передаточные функции основных элементов системы регулирования приведены ниже. Постоянные времени даны в минутах. Рассчитайте переходный процесс в системе при ступенчатом возмущении по нагрузке, если коэффициент усиления регулятора равен половине максимального значения. [c.121]

Основные данные, которые могут быть получены методом частотных характеристик,— это значения максимального статического коэффициента усиления и критической частоты системы. По этим двум параметрам могут быть найдены оптимальные значения трех параметров настройки регулятора. (Несколько более точные значения параметров настройки могут быть получены, если дополнительно учесть наклон частотных характеристик в точке, соответствующей критической частоте). Критическая частота является очень важным параметром еще и потому, что она является мерой скорости реакции системы, так как частота затухающих колебаний при оптимальных значениях коэффициента усиления регулятора обычно составляет 0,7—0,9 значения критической частоты. Во многих случаях для сравнения предложенных систем регулирования или для оценки целесообразности предлагаемого усовершенствования системы достаточно знать оптимальные настройки регулятора и скорость его реакции. В общем случае любое усовершенствование, которое позволяет удвоить либо допустимое значение коэффициента усиления регулятора, либо критическую частоту, улучшает в 2 раза качество регулирования, тах как интеграл ошибки, возникающей при возмущении по нагрузке, практически обратно пропорционален произведению максимального коэффициента усиления на критическую частоту [см. уравнение (5-26)]. [c.123]

Частота, на которой фазовый сдвиг равен 180°, является резонансной частотой системы регулирования, и колебания параметра на этой частоте или на близких к ней частотах усиливаются системой регулирования так же, как если бы это было в случае слабо демпфированной системы второго порядка. Посмотрим, как будет вести себя система, изображенная на рис. 5-10, если на нее будут воздействовать небольшие возмущения по нагрузке на критической частоте. Выходной сигнал 0 отстает на 180° от сигнала 0н, т. е. когда 0н максимален, 0 достигает минимума. Хотя регулятор работает без запаздывания, его выходной сигнал на 180° отстает от выходного сигнала объекта, так как выход регулятора увеличивается при уменьшении 0. Таким образом, выходной сигнал регулятора Кр(—0) совпадает по фазе с нагрузкой 0н, и этот суммарный сигнал может оказаться больше исходного возмущения. Установившееся значение амплитуды выходного сигнала равно произведению суммарного входного сигнала на величину модуля и на коэффициент усиления объекта. Для системы, изображенной на рис. 5-10, [c.134]

Система автоматического регулирования, предназначенная для работы в режиме стабилизации, должна решать задачу минимизации влияния возмущений по нагрузке на выход объекта. Предполагая, что экономические потери, вызванные отклонением переменной от заданного значения, пропорциональны ошибке и что положительная и отрицательная ошибки оцениваются в стоимостном отношении одинаково, можно считать, что интеграл по времени от модуля ошибки j e dt при [c.139]

В системе Б критическая частота увеличивается а 30%, а максимальный коэффициент усиления — примерно на 20% по сравнению с системой А. Интеграл ошибки при возмущении по нагрузке составит приблизительно по сравнению с системой А. В системе В [c.143]

Как правило, однако, наибольшей постоянной времени обладает последнее звено объекта (если не учитывать инерцию в измерительном устройстве), и возмущения по нагрузке редко усиливаются до таких больших значений. [c.196]

Если возмущение по нагрузке приложено на входе объекта, то переходная характеристика замкнутой системы / 1 имеет ту же форму, что и характеристика 0/0з, и если в системе используется пропорциональный регулятор, то кривые переходного процесса в системе, вызванного изменением нагрузки и заданного значения, должны быть идентичны. Возвращаясь к рис. 7-2, отметим, что единичному изменению нагрузки, приложенной в точке 1], соответствует новое установившееся значение, равное 0,34 максимальная ошибка в переходном процессе при этом равна 0,34- 1,66 = 0,56. Если в системе [c.197]

Если возмущение по нагрузке приложено после первого элемента объекта, то максимальная динамическая ошибка может превышать установившееся значение более чем вдвое (см. рис. 4-6 и 4-8) и принцип эквивалентности переходных процессов в замкнутой системе и системе второго порядка не может быть использован. Смещение точки приложения возмущающего воздействия ближе к регулируемой переменной приводит одновременно к увеличению как перерегулирования в переходном процессе, так и максимального значения модуля [c.198]

Три экспериментальные точки, характеризующие системы на рис. 7-8, были получены для случаев, когда возмущение по нагрузке прикладывалось соответственно перед первым, вторым и последним эле.ментом объекта. В этом же порядке увеличивается максимальная динамическая ошибка. Таким образом, для объекта с постоянными времени 10, 5 и 2 сек (см. рис. 7-6) единичное ступенчатое изменение нагрузки, приложенное в трех указанных точках, приводит к появлению максимальной динамической ошибки, соответственно превышающей величину Кь/(1+К) в 1,5 2,7 и 4,4 раза. Переходные процессы в системе, содержащей объект с постоянными времени 2, 5 и 10 сек (см. рис. 7-5), не определялись. Максимальная динамическая ошибка в этом случае может быть определена следующим образом при /Ср= = 2,5 (в 2 раза меньше максимального значения) максимальный модуль при возмущении з равен 7,6. Если предположить, что при коэффициенте усиления регулятора, равном половине максимального, декремент затухания будет 0,25, то ожидаемая максимальная динамическая ошибка составит 2,8/(1,/(1-Ь/С). Результаты, полученные при анализе системы, показывают, что для объекта с расположением постоянных времени 10, 5 и [c.200]

Наилучшим способом использования дополнительного регулятора для уменьшения отклонений является построение схемы каскадного регулирования . Выход первичного регулятора используется для изменения задания вторичному регулятору, который в свою очередь воздействует на регулирующий орган. Основная регулируемая величина процесса подается на вход первичного регулятора, а сигнал из промежуточной точки— на вход вторичного. Главное преимущество каскадного регулирования заключается в улучшении качества работы системы при любых возмущениях по нагрузке. Если возмущения приложены к входу объекта, вторичный регулятор начинает оказывать регулирующее воздействие еще до того, как на выходе спстемы появится какое-либо отклонение ошибка при этом может быть уменьшена в 10—100 раз по сравнению с ошибкой в одноконтурной системе. Нри возмущениях, приложенных к последующим элементам объекта, интегральная ошибка уменьщается в 2—5 раз за счет более высокой собственной частоты каскадной схемы регулирования. [c.206]

Количество элементов, которые нужно включить во внутренний контур, зависит от частоты и величины возмущений по нагрузке в различных точках. Общее правило таково внутренний контур должен быть значительно более быстродействующим, чем внещний известно также, что польза от каскадной системы мала, если сумма постоянных времени внутреннего контура превышает сумму постоянных времени внешнего контура [Л. 6]. [c.212]

Использование каскадной системы увеличивает втрое критическую частоту и удваивает допустимый коэффициент усиления первичного регулятора. Эти изменения обоих параметров способствуют улучшению качества регулирования и интеграл ошибки ] е Л, соответствующий небольшому возмущению по нагрузке во внешнем контуре, уменьшается в 4—6 раз. Еще большее улучшение качества регулирования происходит при воздействии возмущений на внутренний контур благодаря значительно.му коэффициенту усиления вторичного регулятора Количественные характеристики каскадных систем рассматриваются в 8-4. [c.214]

ХАРАКТЕРИСТИКИ КАСКАДНЫХ СИСТЕМ ПРИ ВОЗМУЩЕНИЯХ ПО НАГРУЗКЕ [c.217]

Передаточные функции при возмущениях по нагрузке представлены здесь для того, чтобы показать количественную разницу в качестве регулирования при возмущениях во внутреннем и внешнем контурах. При ступенчатом возмущении получаются слишком сложные выражения, так что аналитическое решение оказывается затруднительным, однако многое можно уяснить, рассматривая частотные характеристики и установившиеся значения. [c.217]

Реакция на возмущение по нагрузке. Для того чтобы анализ системы был полным, необходимо также рассмотреть ее реакцию на возмущение по нагрузке. В случае пароводяного теплообменника возможными источниками возмущений являются изменение расхода или температуры нагреваемой жидкости на входе в теплообменник, а также изменение давления пара. Реакция системы на изменение входной температуры жидкости при постоянной температуре пара может быть определена по уравнению (11-5) при условии, что вл = 0, в = 0ж при х = 0, [c.293]

Для уменьшения влияния помех на регуляторе обычно устанавливается меньшее значение коэффициента усиления. Если коэффициент усиления регулятора выбирается в диапазоне от 0,1 до 0,3 /(р.макс, то резонансный пик амплитудно-частотной характеристики замкнутой системы существенно уменьшается по сравнению с соответствующим значением при /(р = 0,5У(р,макс- На рис. 13-3 приведены амплитудно-частотные характеристики систем регулирования расхода с постоянными времени 0,5 0,2 и 0,3 сек при возмущении по нагрузке. Настройки регулятора, полученные на основании приведенных выше рекомендаций [уравнение (9-2)], равны кр = 4,2 и 7 п = 0,9 сек. При этих настройках максимальная дина- [c.345]

Приведенные выводы оцраведливы е только для одноконтурной системы,, но и для двухконтурной (с дополнительным импульсом по скорости изменения температуры пара за пароохладителем), при условии, что два контура могут рассматриваться раздельно друг от друга (( 6-4). Качество регулирования в двухконтурной системе при внешних возмущениях (по нагрузке и теплу) определяется в основном показателями составляющей процесса в инерционном контуре. Уменьшение запаздывания по каналу регулируемого воздействия при двухконтурной схеме так же Необходимо и полезио, как и при одноконтурной схеме. [c.200]

ДВУХЪЕМКОСТНЫЙ ОБЪЕКТ С ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫМ РЕГУЛЯТОРОМ (возмущение по нагрузке приложено перед последним элементом) [c.92]

Возмущение по нагрузке перед первым элементом. На рис. 4-7 изображены две эквивалентные структурные схемы для случая, когда изменение нагрузки происходит на входе в первый элемент двухъемкостного объекта. Так, для котла с охлаждающей рубашкой таким возму- [c.96]

Характерные кривые переходного процесса для случая, когда все три постоянные времени объекта одинаковы, изображены на рис. 4-10. При увеличении коэффициента усиления регулятора величина максимального отклонения и остаточная неравномерность у.меньщают-ся, однако колебательность и время переходного процесса увеличиваются. При коэффициенте усиления, равном 8, 1 = 0 и при возмущении по нагрузке в системе возникают незатухающие колебания. Если коэффициент усиления регулятора хотя бы несколько превышает 8, то [c.100]

Уравнение (4-65) аналогично уравнению (4-15), представляющему собой передаточную функцию системы, содержащей двухъемкостный объект, в котором нагрузка приложена между двумя емкостями. Решение для случая слабо демпфированной системы [уравнение (4-17)] и характерные кривые, приведенные на рис, 4-6, указывают на то, что максимальное отклонение, вызванное возмущением по нагрузке, может в несколько раз превышать новое установившееся значение, если Тпза велико по сравнению с Т [Гизм эквивалентно Тх в уравнении (4-16) и на рис. 4-6]. Измеренное перерегулирование меньше удвоенного установившегося значения, так как уравнение для 0пзм/ л имеет тот же вид, что и для случая изменения заданного значения. Когда инерция измерительного устройства и инерция объекта одинаковы и коэффициент усиления регулятора выбран таким образом, что декремент затухания равен 0,25, соответствующие уравнения для единичного ступенчатого возмущения по нагрузке имеют вид-. [c.116]

Величина пе рвого отклонения выходной величины при изменении нагрузки зависит главным образом от величины коэффициента усиления системы К и места приложения возмущения по нагрузке. Если возмущение по нагрузке прикладывается к входу объекта, реакция системы с пропорциональным регулятором аналогична реакции разомкнутой системы второго порядка (см. рис. 3-19). При коэффициенте усиления, который обеспечивает декремент затухания 0,25, коэффициент демпфирования равен 0,22 и максимальное отклонение примерно в 1,5 раза превышает статическую ошибку. Остаточная не1равномерность, или статическая ошибка [c.140]

Это правило основывается на том, что постоянную времени интегрирования следует уменьшать до тех пор, пока интегральное воздействие не начнет оказывать ощутимого влияния на частотные характеристики системы. Когда постоянная времени интегрирования равна предельному периоду, то значение сокр и равно (2л/7 пр)Гп или 2я. Отставание по фазе, вводимое интегральным воздействием на прежней критической частоте, равно при этом 9°, или 5% от 180°. Для большинства объектов это дополнительное отставание по фазе в регуляторе уменьшает критическую частоту и максимальный коэффициент усиления системы только на 10—20°/о. Следовательно, переход к большим значениям постоянной времени интегрирования, скажем (З- Ю)Гпр, незначительно скажется на частотных характеристиках системы, однако переходный процесс при возмущениях по нагрузке в этом случае сильно затягивается. Если на регуляторе установлены очень малые значения постоянной времени интегрирования, скажем (0,1- -0,3) Тцр, то отставание по фазе, вносимое регулятором, достаточно велико, а критическая частота и максимальный коэффициент усиления системы будут лишь немного меньше. Следует отметить, что оптимальное значение постоянной времени интегрирования зависит от наклона частотных характеристик объекта. Этот вопрос более подробно рас- [c.157]

Частотные характеристики замкнутой системы при изменении нагрузки могут быть легко подсчитаны по соответствующим передаточным функциям. Какой-либо обобщенной характеристики, аналогичной диаграмме Блэка — Никольса, для случая возмущения по нагрузке не имеется, однако при определении реакции системы на [c.189]

Если возмущение по нагрузке приложено перед первым элементом трехъемкостного объекта, то [c.190]

На частотах, близких к резонансной частоте, модуль частотной характеристики замкнутой системы превышает модуль частотной характеристики разомкнутой системы. Это означает, что на этих частотах ошибка больше, чем если бы регулирование не осуш,ествлялось вообще. Отношение модулей на резонансной и нулевой частотах увеличивается по мере того, как точка приложения возмущения по нагрузке смещается по направлению к выходу объекта. Если возмушение по нагрузке приложено в точке /-1, то при движении через объект оно демпфируется все.ми тремя элементами объекта. Возмущение, приложенное в точке з, демпфируется только одним эле.ментом. То что некоторые виды возмущения в замкнутой системе усиливаются, не должно служить причиной для беспокойства, так как большинство возмущений по нагрузке носит характер ступенчатого изменения, изменения с постоянной скоростью или случайный характер. Если в системе возможны периодические возмущения, как, например, в случае использования поршневого насоса или под влиянием какой-либо иной системы регулирования, то система должна быть выполнена таким образом, чтобы ее критическая частота была либо много выше, либо много ниже частоты возмущения. На частотах, значительно превышающих критическую,. модуль частотной характеристики замкнутой системы все же несколько больше, чем модуль разомкнутой системы, однако ошибка в любом случае невелика. Основное назначение регулятора, включенного в систему автоматического регулирования, компенсировать низкочастотные или непериодические изменения нагрузки. Если частота возмущающего воздействия составляет более половины резонансной частоты, то регулятор практически усиливает эффект возмущения. Кривые, изображенные на рис. 7-5, это характерные частотные характеристики при рекомендованных настройках регулятора. При введении в регулятор интегрального воздействия частотные характеристики иа очень низких частотах стремятся [c.194]

Когда две или больше связанных переменных регулируются отдельными контурами, то между этими контурами имеет место взаимодействие, которое влияет на устойчивость этих систем. Взаимодействие возникает, например, когда один регулятор регулирует давление в резервуаре, а другие регуляторы воздействуют на уровень жидкости и расход газа в систему. При увеличении уровня жидкости газ в резервуаре сжимается, поэтому структурная схема системы регулирования давления должна включать изменения уровня в качестве возмущения по нагрузке. Возрастание давления приводит к увеличению расхода жидкости из резервуара таким образом, изменение давления является возмущением для системы регулирования уфовня. В рассматриваемой системе имеет место некоторое саморегулирование, так как более высокое давление, возникшее в результате внезапного увеличения уровня, стремится увеличить расход как жидкости, так и газа. Во взаимосвязанной системе следует учитывать дополнительные каналы передачи воздействий, кроме тех, которые [c.229]

Частотная характеристика, как следует из уравнения (11-17), имеет колебательную составляющую. Это явление мы уже встречали при изучении влияния температуры пара, поскольку в обоих случаях возмущение, приложенное к теплообменнику, распределено по его длине. Множитель 1—на низких частотах имеет модуль, близкий к единице отставание по фазе при этом стремится к нулю. Сомножитель (0п—0о)(1—Ю/Т представляет собой коэффициент усиления на нулевой частоте при возмущениях по нагрузке. Реакция замкнутой системы на изменение расхода аналогична реакции на изменение входной температуры, однако максимальная оп ибка меньше, чем Кь21. [c.295]

Рис. 13-3. Рассчитанные переходные процессы системы регулирования расхода при возмущениях по нагрузке (Кмакс = 9,4).

В некоторых регуляторах старых конструкций постоянная времени интегрирования не может быть установлена меньше 6 сек. Эти регуляторы значительно менее пригодны для работы на малоинерционных объектах, чем регуляторы новых разработок, у которых минимальное значение постоянной времени интегрирования составляет 0,3 сек. В системах регулирования расхода необходимо, как правило, вводить интегральное воздействие, так как максимальный коэффициент усиления регулятора обычно низок и при возмущении по нагрузке имеет место большая остаточная неравномерность. Воздействие по производной вводить не рекомендуется, так как оно способствует усилению влияния высокочастотных помех. В некоторых случаях для регулирования расхода устанавливают иропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор с полностью выведенным воздействием ио производной. Этого делать не следует, так как у некоторых регуляторов при этом остается время воздействия по производной, равное 0,1 мин. Простейший регулятор, разработанный главным образом для работы з системах регулирования расхода и предназначенный для установки на клапане [Л. 6], имеет фиксированный диапазон пропорциональности (250%, или р = 0,4) и регулируемый диапазон времени интегрирования 1—50 сек. [c.346]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...