1 / 27

Spojit é řízení --- Regulace

u možňuje udržování určitých fyzikálních veličin na stanovených hodnotách v průběhu regulace zjišťují hodnoty těchto veličin a srovnávají se s hodnotami, které mají mít p odle zjištěných odchylek, se zasahuje do regulovaného procesu tak, aby odchylky byly udržovány na minimu

huela
Download Presentation

Spojit é řízení --- Regulace

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. umožňuje udržování určitých fyzikálních veličin na stanovených hodnotách • v průběhu regulace zjišťují hodnoty těchto veličin a srovnávají se s hodnotami, které mají mít • podle zjištěných odchylek, se zasahuje do regulovaného procesu tak, aby odchylky byly udržovány na minimu • při regulaci vždy existuje zpětná vazba od výstupu systému na jeho vstup • Příklad regulace výšky hladiny: Spojité řízení --- Regulace Regulační systém (regulační obvod): je zvláštní druh složeného zpětnovazebního systému, který je tvořen řídícím a řízeným systémem.Řídící systém (regulátor): je zařízení, kterým se uskutečňuje řízení (regulace). Řízený systém (regulovaná soustava): je zařízení (systém), na které působí regulátor. Regulovaná veličina (y): je veličina, jejíž hodnota je regulací udržována v předepsaných podmínkách. Je zároveň rovna výstupní veličině řízeného systému a současně vstupuje do regulátoru. Žádaná hodnota regulované veličiny (w): je předepsaná hodnota, na které má být regulovaná veličina udržována. Regulační odchylka (e = w - y): je rozdíl skutečné hodnoty regulované veličiny a žádané hodnoty regulované veličiny. Vzniká změnou žádané hodnoty nebo když na systém působí poruchové veličiny.

  2. Akční veličina (yR = výstup regulátoru; u = vstup řízeného systému): zasahuje do regulačního procesu tak, aby regulační odchylka byla minimální. Je to výstupní veličina řídícího systému a současně vstupní veličina řízeného systému.Poruchová veličina (v): je neúmyslná a nepředvídaná změna regulované veličiny.Regulace hladiny je typickým příkladem regulace na konstantní hodnotu. Blokové schéma předchozího regulačního obvodu : Regulátor přímý nepotřebuje vlastní zdroj energie a veškerou energii potřebnou ke své činnosti odebírá z regulované soustavy.Regulátor nepřímý (indirektní) je složitější než regulátor přímý, pracuje vždy s pomocným zdrojem energie.

  3. Regulace na konstantní hodnotu: žádaná hodnota regulované veličiny je udržována na konstantní hodnotě Vlečná regulace:regulovaná veličina se mění v závislosti na jiné fyzikální veličině. Řídící veličina w není konstantní. Programovaná regulace:je zvláštním případem vlečné regulace,řídicí veličina je dána předem časovým plánem neboli programem. Rozvětvené regulační okruhy Druhy regulace kromě základních veličin jsou k dosažení lepších vlastností regulace zaváděny další pomocné veličiny jako např.: Pomocná regulovaná veličina: je veličina, která vznikne odbočením regulované veličiny v místě soustavy, kde zpoždění není ještě tak velké. Zlepšuje stabilitu obvodu. Měřená porucha:poruchová veličina se zavádí do regulátoru dříve, než by se mohla projevit na výstupu regulované soustavy Technologické schéma

  4. Pomocná akční veličina (yR p): je druhá akční veličina, která umožňuje, aby vliv poruchy byl kompenzován dříve. Regulační obvod s pomocnou akční veličinou Další příklad

  5. pojmem rozumíme soubor zařízení, v němž probíhá regulační pochod a v němž se ovlivňuje • regulovaná veličina • soustava je dána všeobecně tokem energie (tepelné, elektrické, tlakového vzduchu, atd.) a tokem • hmoty (kapaliny, sypkého materiálu, atd.) • u soustavy předpokládáme, že regulovaná veličina má stejnou hodnotu ve všech místech (tzv. • soustředěné kapacity), to je někdy zcela splněno např. pro tlakové nádoby, někdy jen zčásti • (v malém rozmezí změn), např. teplota v pecích nebo ve výměníku Regulované soustavy Za předpoklad nulových rušivých veličin nebo jejich působení ve složce veličiny u(t) a pro zadané počátečnípodmínky, lzedynamické vlastnosti regulované soustavyvyjádřit lineární diferenciální rovnicí s konstantními koeficienty, která pro n-tý řád soustavy má tvar Platí pro nulové počáteční podmínky: Pro známý tvar vstupního signálu u(t) můžeme použitím Laplaceovy transformace stanovit přenos regulované soustavy

  6. Soustavy Koeficient a0je důležitým kriteriem klasifikace soustav a je označován jako součinitel autoregulace. Určuje, zda jde o regulovanou soustavu statickou nebo astatickou takto: při a0 0 - jedná se o statickou soustavu, a0 = 0 - jedná se o astatickou soustavu. Soustavy statické - po změně vstupní veličiny se soustava ustálí v novém ustáleném stavu a určité hodnotě vstupní veličiny odpovídá určitá hodnota výstupní veličiny. - řečeno jinak,po vychýlení z rovnovážného stavu jsou schopny teoreticky vždy dosáhnout nového rovnovážného stavu bez působení regulace, tedy připojení regulátoru. Soustavy astatické - po změně vstupní veličiny se výstup trvale mění a nedosáhne nového ustáleného stavu, astatická soustava je nestabilní a k dosažení stability je nutná regulace

  7. Statické regulované soustavy Dynamické vlastnosti statické regulované soustavy n-tého řádu lze popsat přenosem: ….je zesílení statické regulované soustavy, [s] … jsou časové konstanty regulované soustavy, Stabilní chování můžeme vyšetřit pomocí výpočtu hodnot koncových bodů přechodové funkce resp. charakteristiky soustavy počáteční hodnota funkce (pro t = 0) koncová hodnota funkce (pro t = )

  8. Vstupní funkcí u(t) pro přechodovou charakteristiku je jednotkový skok, a proto L{u(t)} = 1/s . Potom počáteční a koncová hodnota přechodové charakteristiky bude s s s s a) Regulované soustavy bezkapacitní ….statické 0. řádu Přechodová charakteristika Popis algebraickou lineární rovnicí: (lineární dif. rovnice 0.řádu) s .. Zesílení soustavy = přenos ….. Příklad soustavy

  9. mají jednu kapacitu, která umožňuje hromadit energii nebo látku b) Regulované soustavy jednokapacitní….statické 1. řádu -- regulovaná veličina se při skokové změně akční veličiny mění ihned s určitou počáteční rychlostí, úměrnou rozdílu mezi okamžitou a konečnou hodnotou regulované veličiny -- rychlost se tedy stále zmenšuje, po delším čase se regulovaná veličina ustálí na nové (konečné) hodnotě příklad soustavy jedno-kapacitní = nádrž, která se plní vzduchem přes regulační ventil. Popis lineární diferenciální rovnicí 1.řádu Operátorový přenos a1 s Y (s) + a0 Y (s) = U (s) Po úpravě kde je .. Časová konstanta .. Zesílení soustavy Tn .. doba náběhu

  10. c) Regulované soustavy dvoukapacitní,statické 2. řádu Příklad soustavy dvoukapacitní-- sériové zapojení dvou nádrží s regulačním ventilem, plněných vzduchem Mají dvě kapacity zařazené za sebou a dvě časové konstanty: dobu náběhu Tn a dobu průtahu Tu Rychlost změny regulované veličiny je největší v inflexním bodě. Na začátku odezvy a při dosažení rovnovážného stavu je rychlost změny nulová 1 Ks doba přechodu - Tp N = ½ T1/T2 ad 1) N < 1tlum. kmitá ad 2) N = 1na mezi ad 3) N > 1 přetlumen

  11. Přechodové charakteristiky těchto soustav mají obdobný tvar jako přechodová charakteristika soustavy dvoukapacitní. Mají i stejné charakteristické veličiny - KS, Tu, Tn. Tyto soustavy, obdobně jako soustavy dvoukapacitní, mohou obsahovat i členy druhého řádu (setrvačné hmotnosti, indukčnosti). d) Regulované soustavy několikakapacitní…….statické n-tého řádu -- regulovatelnost statických soustav lze přibližně posoudit z poměru doby průtahu k době náběhu

  12. Přehled statických soustav V tabulce jsou seřazeny statické regulované soustavy podle stupně řádu resp. podle počtu kapacit. Jsou uvedeny jejich diferenciální rovnice, přenosy, přechodové charakteristiky, frekvenční charakteristiky a amplitudové logaritmické charakteristiky včetně příkladů regulovaných soustav.

  13. Astatické regulované soustavy Astatické soustavy nemají, na rozdíl od soustav statických, samoregulační schopnost. Vyplývá to ze skutečnosti, že s0 = 0. Po vyvedení soustavy z rovnovážného stavu se výstupní signál po odeznění přechodového děje mění konstantní rychlostí. Dynamické vlastnosti astatické soustavy vyjadřuje diferenciální rovnice a z ní odvozený operátorový přenos ve tvarech , kde [s-1] je tzv. statický činitel rychlosti T1, T2, ... [s] časové konstanty regulované soustavy

  14. Obdobně jako u statických soustav vypočítáme počáteční a koncovou hodnotu přechodové charakteristiky jako limity pro t = 0 a t =  podle vztahů • Protože astatické soustavy nemají autoregulaci, je možné odstranit rozvážení soustavy vzniklé poruchovou nebo jinou vstupní veličinou (akční) jen pomocí připojeného regulátoru. • Obdobně, jako soustavy statické, tak i soustavy astatické můžeme rozdělit • podle počtu kapacit s tou vyjímkou, že neexistuje astatická bezkapacitní soustava.

  15. Astatická soustava 1. řádu … přechodová charakteristika , kde … integrační zesílení , … integrační časová konstanta

  16. Astatická soustava 2. řádu … přechodová charakteristika Soustavu popisuje diferenciální rovnice 2. řádu bez absolutního členu: 

  17. Regulované soustavy s dopravním zpožděním regulované soustavy mohou mít také ještě dopravní zpoždění Td [s] posunutý vstupní signál u(t - Td) potom diferenciální rovnice regulované soustavy n-tého řádu s dopravním zpožděním: Po Laplaceově transformaci při použití věty o posunutí (x) v originále přenos regulované soustavy s dopravním zpožděním

  18. Statické soustavy s dopravním zpožděním Předělat včetně p

  19. Astatické soustavy s dopravním zpožděním Předělat včetně p

  20. Konec přednášky Děkuji za pozornost .

  21. Přímý regulátor:Wattůw odstředivý regulátor otáček

  22. Jednoduché regulační obvody

  23. Příklad víceparametrové regulace:

  24. Rozvětvené regulační obvody

  25. Regulační obvod s pomocnou regulovanou veličinou (vlečná regulace)

  26. Regulační obvod s pomocnou akční veličinou

  27. Poměrová regulace

More Related