Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Классификация систем автоматического регулирования

Классификация производится по различным признакам.

1. По принципу построения и структуре (§ 1.2).

2. По характеру изменения задающего воздействия х во времени различают:

а) стабилизирующие, у которых ;

б) программные, у которых , где – время;

в) следящие, у которых х – случайная величина;

г) экстремальные, у которых изменение х обеспечивает экстремум у.

3. По числу регулируемых величин САР делятся на одномерные и многомерные.

Агрегат турбина-генератор имеет две регулируемые величины у: напряжение генератора и скорость вращения (частота) :

; .

Управляющими воздействиями и являются: напряжение возбуждения и расход энергоносителя (перегретого пара) . Между и и у имеются основные и перекрестные связи.

Регуляторы и воздействуют на у по основным связям. Между регуляторами могут быть связи вне объекта. Тогда регулирование называют связанным. Если дополнительными связями между регуляторами исключается влияние регулируемых величин друг на друга, обусловленное перекрестными связями в объекте, то система связанного регулирования называется автономной.

4. По характеру зависимости регулируемой величины от главного возмущения в установившемся (равновесном) режиме различают системы автоматического регулирования статические и астатические.

Для количественной оценки зависимости регулируемой величины от возмущения пользуются понятиями «статизм регулирования» и «степень неравномерности».

На рис.1.2,а приведены характеристики регулирования с положительным статизмом (s > 0), отрицательным (s < 0) и нулевым (s = 0) – астатическая.

Статизмом регулирования в данной точке называют относительную крутизну характеристики регулирования

,

где .

Если участок характеристики регулирования линейный, то на нем


 

Рис.1.2. Характеристики регулирования

 

следовательно,

Это уравнение называют законом регулирования в приращениях. Левая часть обращается в нуль в конце процесса регулирования.

Если характеристика регулирования нелинейная и на ней определены две точки: при

называется степенью неравномерности регулирования.

Регуляторы, как правило, имеют зону нечувствительности, т.е. зону изменения регулируемой величины у, в пределах которой управляющее воздействие и не меняется. На рис.1.2,б зона нечувствительности ограничена сверху характеристикой , снизу характеристикой
.

В установившемся режиме значение регулируемой величины располагается внутри зоны нечувствительности, что отрицательно сказывается на точности системы.

Однако в дискретно управляемых объектах регулирования (трансформаторы с РПН, конденсаторные установки) зона нечувствительности необходима для предотвращения многократных срабатываний исполнительного устройства в противоположные стороны («выше» – «ниже»), и она выбирается по условию

,

где – ступень изменения регулируемой величины.

5. По виду сигналов между элементами САР они делятся на непрерывные и дискретные. В непрерывных системах изменение регулируемой величины приводит к непрерывной передаче воздействия по всему замкнутому контуру и непрерывному изменению всех величин.

Дискретные системы делятся на импульсные, релейные и релейно-импульсные.

В импульсной системе регулятор содержит импульсный элемент, преобразующий непрерывный сигнал в последовательность импульсов, модулированных по амплитуде или скважности (длительности импульса), т.е. имеет место квантование по времени.

В релейной системе имеется двухпозиционный или трехпозиционный релейный элемент, выходная величина которого изменяется скачкообразно при определенных значениях его входной величины (рис.1.3).

 

Рис.1.3. Характеристики срабатывания релейного элемента

а – двухпозиционного; б – трехпозиционного

 

Релейный двухпозиционный элемент регулятора обычно воздействует на исполнительное устройство по принципу «включить» – «отключить». Трехпозиционный элемент может давать команду «включить» в ту или другую сторону «вкл (+)» или «вкл (–)» и отключить «откл».

Таким образом, в релейных системах создается дискретность по уровню поступающего сигнала – квантование по уровню.

В релейно-импульсных системах выполняется квантование как по времени, так и по уровню, обычно с использованием аналого-цифрового преобразователя АЦП для подключения цифровых ЭВМ.

6. По виду уравнений, описывающих процессы в САР, они делятся на линейные и нелинейные. В линейных и линеаризованных при малых отклонениях системах математическое описание производится линейными алгебраическими и дифференциальными уравнениями. Задачи автоматического регулирования аналитически решает линейная ТАР. Нелинейные системы описываются нелинейными уравнениями и для решения задач автоматического регулирования целесообразно применение ЭВМ.

7. По виду используемого регулятора.

Вид регулятора определяется:

· целевым назначением (регуляторы скорости, напряжения, температуры и т.д.);

· используемыми приборами, т.е. элементной базой

(механические, электромагнитные, полупроводниковые, микроэлектронные, микропроцессорные);

· наличием и видом внешнего источника энергии (прямого и косвенного действия, электрический, пневматический, гидравлический);

· законом регулирования – алгоритмом формирования выходного сигнала xp по входному.

У регуляторов, использующих принцип регулирования по отклонению, выходным сигналом является рассогласование ε.

Законы регулирования линейных регуляторов:

1. Пропорциональный (П – регулятор), закон регулирования которого имеет вид

где – коэффициент передачи регулятора.

2. Пропорционально-дифференциальный (ПД – регулятор)

3. Интегральный (И – регулятор)

4. Пропорционально-интегральный (ПИ – регулятор)

5. Пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД – регулятор)

В реальных регуляторах перечисленные законы реализуются, как правило, приближенно, но они определяют свойства САР.

В последние годы в электроэнергетике находят применение специальные регуляторы:

· робастные (robust – грубый);

· нечеткие (fuzzy) – для адаптивного регулирования;

· нейросетевые – на базе искусственных нейронных сетей – для обучаемых САР.

Последнее изменение этой страницы: 2016-07-22

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...