Spojit zen regulace
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 27

Spojit é řízení --- Regulace PowerPoint PPT Presentation


  • 78 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

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

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.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Spojit zen regulace

  • 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.


Spojit zen regulace

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.


Druhy regulace

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


Spojit zen regulace

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


Regulovan soustavy

  • 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


Soustavy

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


Statick regulovan soustavy

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 = )


Spojit zen regulace

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


B regulovan soustavy jednokapacitn statick 1 du

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


C regulovan soustavy dvoukapacitn statick 2 d u

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


D regulovan soustavy n kolikakapacitn statick n t ho du

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


P ehled statick ch soustav

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.


Astatick regulovan soustavy

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


Spojit zen regulace

  • 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.


Spojit zen regulace

Astatická soustava 1. řádu … přechodová charakteristika

,

kde

… integrační zesílení ,

… integrační časová konstanta


Spojit zen regulace

Astatická soustava 2. řádu … přechodová charakteristika

Soustavu popisuje diferenciální rovnice 2. řádu bez absolutního členu: 


Regulovan soustavy s dopravn m zpo d n m

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


Statick soustavy s dopravn m zpo d n m

Statické soustavy s dopravním zpožděním

Předělat včetně p


Astatick soustavy s dopravn m zpo d n m

Astatické soustavy s dopravním zpožděním

Předělat včetně p


Konec p edn ky

Konec přednášky

Děkuji za pozornost .


P m regul tor watt w odst ediv regul tor ot ek

Přímý regulátor:Wattůw odstředivý regulátor otáček


Jednoduch regula n obvody

Jednoduché regulační obvody


P klad v ceparametrov regulace

Příklad víceparametrové regulace:


Rozv tven regula n obvody

Rozvětvené regulační obvody


Regula n obvod s pomocnou regulovanou veli inou vle n regulace

Regulační obvod s pomocnou regulovanou veličinou (vlečná regulace)


Regula n obvod s pomocnou ak n veli inou

Regulační obvod s pomocnou akční veličinou


Pom rov regulace

Poměrová regulace


  • Login