Оптимальная настройка регуляторов

 Критерии оптимальной настройки регуляторов

Система автоматического регулирования должна удовлетворять двум основным требованиям [14]:

1. Система должна обладать достаточным запасом устойчивости.

2. В пределах запаса устойчивости не менее заданного, качество регулирования должно быть наилучшим в сформулированном смысле.

В соответствии с этим расчет оптимальной настройки регулятора состоит из определения в пространстве параметров настроек области, в которой система обладает необходимым запасом устойчивости и нахождения в этой области точки, обеспечивающей наилучшее качество регулирования.

Запас устойчивости системы может быть оценен величиной m(степень колебательности) или величиной М (показатель колебательности), которые характеризуют затухание колебательной составляющей переходного процесса и связаны однозначной зависимостью со степенью затухания Ψ:

(66)

где A₁ и А₃ – первая и третья амплитуды колебания.

Устойчивость системы автоматического регулирования полностью определяется расположением корней характеристического уравнения. Расположение же корней на комплексной плоскости можно характеризовать двумя величинами: расстоянием α наименьшего корня от мнимой оси и углом β, в который вписываются наиболее удаленные от вещественной оси комплексные корни (рис.18).

Рис.18

Величина α характеризует степень устойчивости. Чем больше α, тем быстрее затухает процесс. Величина β (или γ) характеризует колебательность системы. Чем больше β, тем больше система склонна к колебаниям.

Тема 3. 1. Технические средства автоматизации. Классификация измерительных приборов. Государственная система приборов (ГСП). Приборы и средства автоматизации – это большая группа устройств, с помощью которых осуществляется измерение, регулирование, управление и сигнализация технологических процессов различных производств. Приборы и средства автоматизации подразделяют на измерительные и преобразующие приборы, регулирующие органы и исполнительные механизмы. Измерительный прибор – средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. По назначению измерительные приборы, используемые в системах контроля технологических процессов, делят на показывающие и регистрирующие. Показывающие приборы указывают значение измеряемой величины в данный момент времени. Отсчет ведется по положению стрелки относительно шкалы прибора. Регистрирующие приборы осуществляют регистрацию показаний. В свою очередь, регистрирующие приборы делят на самопишущие (показания записываются в форме диаграммы) и печатающие (показания печатаются в цифровой форме).Самопишущие приборы производят автоматическую запись результатов измерения в течение всего времени работы прибора. По наличию передачи показаний приборы могут быть с дистанционной передачей и без таковой. По виду показаний измерительные приборы делят на аналоговые (непрерывные), в которых показания являются непрерывной функцией изменений измеряемой величины, и цифровые (дискретные), в которых автоматически вырабатываются дискретные (прерывистые) сигналы измерительной информации, а показания будут представлены в цифровой форме. По измеряемым физико-химическим параметрам приборы выпускают для измерения температуры; давления и разрежения; расхода и количества; уровня; влажности и плотности газов; определения состава (анализа) газов и жидкостей. По виду энергии носителя сигналов приборы делятся на три группы:в группе электрических приборов сигнал преобразователя является электрическим, то есть с изменением величины измеряемого параметра преобразователь меняет величину напряжения, тока, сопротивления, емкости, индуктивности и т. д.,в группе пневматических приборов используется энергия сжатого воздуха, с помощью которой осуществляется передача сигнала, приводится в действие вторичный прибор и исполнительный механизм, в группе гидравлических приборов основным источником энергии является жидкость (чаще всего масло), находящаяся под давлением. По способу построения измерительной схемы различают приборы прямого действия, сравнения и автоматической компенсации. Класс точности - это обобщенная характеристика средств измерений, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также рядом других свойств, влияющих на точность осуществляемых с их помощью измерений. Классы точности регламентируются стандартами на отдель­ные виды средств измерения с использованием метрологических характеристик и способов их нормирования.