Законы регулирования

В составе структуры САР содержится управляющее устройство, которое называется регулятором и выполняет основные функции управления путем выработки управляющего воздействия U в зави­симости от ошибки (отклонения), т. е. U = f( D ). Закон регули­рования определяет вид этой зависимости без учёта инерционности элементов регулятора, а также устанавливает основные качественные и количественные характеристики систем.

Различают линейные и нелинейные законы регулирования. Кроме того, эти законы могут быть реализованы в непрерывном виде или в цифровом. Цифровые законы регулирования реализуются путем построения регуляторов с помощью средств вычислительной техники (микроЭВМ или микропроцессорных систем).

Рассмотрим основные линейные законы регулирования. Простейшим является пропорциональный закон, и регулятор в этом случае называют П-регулятором. При этом , где – посто­янная величина,
k – коэффициент пропорциональности. Основным достоинством П-регу­ля­тора является простота. По существу, это есть усилитель постоянного тока с коэффициентом усиления k. Недостатки П-регулятора заключаются в невысокой точности регулирования, особенно для объектов с плохими динамическими свойствами.

Интегральный закон регулирования и соответствующий И-регу­лятор реализует следующую зависимость

,

где Т – постоянная времени интегрирования.

Техническая реализация И-регулятора представляет собой усилитель постоянного тока с емкостной отрицательной обратной связью.
И-регуляторы обеспечивают высокую точность в устано­вившемся режиме. Вместе с тем И-регулятор вызывает уменьшение устойчивости переходного процесса и системы в целом.

Пропорционально-интегральный закон регулирования позволяет объединить положительные свойства пропорционального и интегрального законов регулирования. В этом случае ПИ-регулятор реализу­ет зависимость

^.

Мощным средством улучшения поведения САР в переходном режиме является введение в закон регулирования производной от ошибки. Часто эта производная вводится в пропорциональный закон регулирования. В этом случае имеем пропорционально-дифференциальный закон регулирования, регулятор является ПD-регулятором, который реализует зависимость:

.

Кроме ПИ- и ПД-регуляторов, часто на практике используют ПИД-ре­гуляторы, которые реализуют пропорционально-интегрально-дифферен­циальный закон регулирования

.

Среди нелинейных законов регулирования наиболее распространены релейные законы. Существуют двухпозиционный и трехпозиционный законы регулирования. Аналитически двухпозиционный закон регулирования записывается следующим образом:

Трехпозиционный закон регулирования имеет следующий вид:

При трехпозиционном законе регулирования величина D _Н определяет зону нечувствительности регулятора.

Применение релейных законов позволяет при высоком быстродействии получить такие результаты, которые невозможно осуществить с помощью линейных законов.

Примером таких систем являются системы автоведения поезда. В этих системах на борту локомотива определяется заданная скорость V _з применительно к конкретному участку. Эта скорость вычисляется специальным устройством и за­висит от расстояния до впередиидущего поезда, от состояния верхнего строения пути, типа локомотива, давления в тормозной магистрали, веса состава, профиля участка и т. д. На борту локомотива производится измерение фактической скорости V _j и сравнение с заданной. Если , то происходит включение тяговых двигателей, в противном случае включаются тормозные средства.

№3 емкостный метод измерения давления

Ёмкостный метод

"Сердцем" датчика давления является ёмкостная ячейка. Ёмкостный метод основан на зависимости изменения электрической ёмкости между обкладками конденсатора и измерительной мембраны от подаваемого давления. Основными преимуществом ёмкостного метода является защита от перегрузок (изм. мембрана при перегрузке ложится на стенки «обкладки» конденсатора, длительное время не подвергаясь деформации, при снятии перегрузки, мембрана восстанавливает исходную форму, при этом дополнительная калибровка сенсора не требуется), также обеспечивается высокая стабильность метрологических характеристик, уменьшение влияния температурной погрешности за счет малого объема заполняющей жидкости непосредственно в ячейке.

№4 термопары конструкция применение

Термопара — пара проводников из различных материалов, соединенных на одном конце и формирующих часть устройства, использующего термоэлектрический эффект для измерения температуры.

Принцип действия основан на термоэлектрическом эффекте. Между соединёнными проводниками имеется контактная разность потенциалов; если стыки связанных в кольцо проводников находятся при одинаковой температуре, сумма таких разностей потенциалов равна нулю. Когда же стыки находятся при разных температурах, разность потенциалов между ними зависит от разности температур. Коэффициент пропорциональности в этой зависимости называют коэффициентом термо-ЭДС. У разных металлов коэффициент термо-ЭДС разный и, соответственно, разность потенциалов, возникающая между концами разных проводников, будет различная.

№5 Контроллеры(область применения)

Термин контроллер образовался от английского слова "to control" - управлять. Эти устройства могут основываться на различных принципах работы от механических или оптических устройств до электронных аналоговых или цифровых устройств.

Наиболее распространенными на сегодняшний день схемами управления являются схемы, построенные на основе цифровых микросхем. Любые устройства, в том числе и устройства связи, радиоавтоматики или аудиовизуальной аппаратуры требуют присутствия в своем составе устройства управления (контроллера). Контроллеры требуются практически во всех предметах и устройствах, которые окружают нас.

№6 Виды уровнемеров

Механические.

Механические уровнемеры бывают поплавковые - с чувствительным элементом (поплавком), плавающим на поверхности жидкости и буйковые, действие которых основано на измерении выталкивающей силы, действующей на буёк. Перемещение поплавка или буйка через механические связи или систему дистанционной (электрической или пневматической) передачи сообщается измерительной системе прибора.

Уровнемер поплавковый предназначен для выдачи электрического дискретного сигнала об уровне жидкости в аппаратах и резервуарах технологических установок.

Уровнемеры буйковые - регуляторы буйковые пневматические предназначены для работы в системах автоматического контроля, управления и регулирования параметров производственных технологических процессов с целью выдачи информации в виде стандартного пневматического сигнала об уровне жидкости.

Гидростатический способ измерения уровня основан на том, что в жидкости существует гидростатическое давление, пропорциональное глубине, то есть расстоянию от поверхности жидкости. Поэтому для измерения уровня гидростатическим способом могут быть использованы приборы для измерения давления или перепада давлений

Электрические.Принцип действия электрических уровнемеров основан на различии электрических свойств жидкостей и газов. При этом жидкости, уровень которых измеряется, могут быть как проводниками, так и диэлектриками; газы же, находящиеся в нежидкостном пространстве, всегда диэлектрики. Основным параметром, определяющим электрические свойства проводников, является их электропроводность, а диэлектриков - относительная диэлектрическая проницаемость, показывающая, во сколько раз по сравнению с вакуумом уменьшается в данном веществе сила взаимодействия между электрическими зарядами. В зависимости от того, какой выходной параметр (сопротивление, емкость или индуктивность) первичного преобразователя «реагирует» на изменение уровня, электрические уровнемеры подразделяются на такие виды: кондуктометрические, емкостные и вибрационные.

Кондуктометрические.

Действие кондуктометрических уровнемеров основано на измерении сопротивления между электродами, помещенными в измеряемую среду. Кондуктометрические уровнемеры применяются для измерения уровня проводящих жидкостей. Первичный преобразователь состоит из двух электродов, глубина погружения которых в жидкость и определяет текущее значение уровня.

№7 Средства защиты, применяемые в электроустановках

Электрозащитные средства — это средства защиты, которые применяют от поражения электрическим током, необходимые для обеспечения эффективнойэлектробезопасности при работах в распределительных устройствах.

Все электрозащитные средства делятся на 2 группы:

· основные

· дополнительные

· Основные электрозащитные средства — это изолирующие электрозащитные средства, у которых изоляция долгое время способна выдерживать рабочее напряжение сети, и с помощью которых разрешено производить работы под напряжением на токоведущих частях.

· Дополнительные электрозащитные средства — это изолирующие электрозащитные средства, которые не защищают человека от поражения электрическим током, а только являются дополнением к основным средствам защиты. А также они предназначены для защиты работающего от шагового напряжения и напряжения прикосновения.

Дата добавления: 2015-08-20