Характеристики объектов управления

План лекции №1

q Цели и структура курса.

q Основные положения ТАУ (повторение).

q Характеристики объектов управления:

Ø Виды тестовых воздействий;

Ø Виды динамических характеристик.

q Математическое описание динамических систем:

Ø Дифференциальные уравнения;

Ø Передаточные функции;

Ø Переходные характеристики;

Ø Экспериментальное получение математической модели динамической системы на примере кривой разгона.

Цели курса

Целью данного курса является ознакомление с основами разработки и проектирования АСУТП, практической реализацией АСУТП; а также изучение систем автоматизации и диспетчеризации в современном коммунальном хозяйстве и промышленности, в частности – автоматизации систем теплоснабжения и кондиционирования.

Основные положения ТАУ

Объектом управления может быть многое. В рамках данного курса объектами управления будут промышленные установки и объекты коммунального хозяйства.

Управление может быть ручным, дистанционным и автоматическим.

Ø Ручное управление реализуется непосредственно по месту с помощью ручного воздействия на какие-то средства управления, например, клапаны или задвижки.

Ø Дистанционное управление подразумевает нанесение управляющих воздействий на объект со щита, пульта или АРМ оператора, удаленных от объекта. В этом случае оператор наносит управляющее воздействие с помощью манипулятора «мышь», ключей или кнопок.

Ø Автоматическое управление осуществляется каким-либо автоматическим устройством, например, контроллером, без участия человека.

Часто различают понятия «автоматический» (выполняемый вообще без участия человека) и «автоматизированный» (выполняемый с участием человека, например, под контролем оператора).

Также обычно различают понятия «управление» и «регулирование».

Под управлением обычно понимают изменение состояния или режима работы объекта по желанию оператора, временной программе и т.д.

Под регулированием понимают борьбу с воздействием на объект внешних возмущений.

Регулирование может выполняться с помощью регуляторов прямого и косвенного действия.

Регуляторы прямого действия не требуют дополнительных источников энергии для своей работы. Пример: регулятор Ползунова.

Регулятор косвенного действия требует для работы дополнительный источник какой-либо энергии, например, электрической, гидравлической или пневматической.

Системы управления в ТАУ обычно изображают в виде структурных схем, типовая система управления приведена на рисунке.

Где: x – задающее воздействие; u – командное воздействие; у – управляемая величина; ε- сигнал рассогласования; μ – регулирующее воздействие; λ – возмущающее воздействие.

Автоматическая система регулирования (АСР) приведена на рисунке

Основная задача, решаемая при создании АСР - это обеспечение наименьшего рассогласование между текущим и заданным значением регулируемой величины, соответственно, обеспечение наилучшего качества регулирования. Решение такой задачи называется синтезом АСР.

При синтезе АСР в промышленности сталкиваются с рядом проблем:

Ø Большая инерционность динамических характеристик;

Ø Большая степень неопределенности характеристик объекта;

Ø Непостоянство во времени характеристик объектов управления.

При синтезе АСР сначала необходимо изучить динамические характеристики объекта регулирования, на основании анализа которых разрабатываются регуляторы с требуемыми динамическими характеристиками.

Характеристики объектов управления

Существуют статические и динамические характеристики объектов управления.

Ø Статическая характеристика – зависимость выходной величины объекта от его входной величины в установившемся режиме. Время в явном виде в выражении для статической характеристики не присутствует.

Ø Динамические характеристики несут в себе информацию о поведении объекта в переходных режимах. В выражениях для динамических характеристик в явном виде присутствует время.

Для определения динамической характеристики объекта экспериментальным путем на объект наносятся тестовые воздействия и фиксируется изменение выходной величины.

Тестовые воздействия для определения динамической характеристики объекта :

ü Ступенчатое воздействие;

ü Импульсное воздействие;

ü Гармонические колебания;

ü Случайные воздействия.

Динамические характеристики объекта, в зависимости от вида тестового воздействия (т.е., входного сигнала) делятся на временные и частотные.

Временные динамические характеристики:

кривая разгона;

переходная характеристика;

импульсная (переходная) характеристика.

Частотные характеристики:

амплитудно-частотная характеристика (АЧХ – A(ω), ω - частота);

фазо-частотная характеристика (ФЧХ - φ(ω));

комплексно-частотная характеристика (КЧХ - W(jω)=A(ω)e^jφ(ω)).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: