Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Регуляторы прямого и непрямого действия.






ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

 
 


ИНСТИТУТ ИТАСУ________________________________________________

КАФЕДРА АВТОМАТИЗАЦИИ_______________________________________

НАПРАВЛЕНИЕ 15.03.04____________________________________________

Курсовая работа

по дисциплине «Средства автоматизации и управления»

на тему: «Настройка коэффициентов ПИД-регулятора системы автоматического регулирования»

Вариант № 20

 

 

Студент: Шувалов К.С.

Преподаватель: Бекаревич А.А.

 

Москва2015

Содержание

1. Содержание.....................................................................................................................2

2. Исходные данные...........................................................................................................3

3. Регуляторы прямого и непрямого действия.....................................................................4

4. Функциональная организация микропроцессора.............................................................6

5. Преобразование дифференциальных уравнений в передаточную функцию системы.......9

6. Настройка ПИД-регулятора САР...................................................................................10

Цель работы:

Приобрести навыки моделирования в пакет прикладных программ MATLAB «Simulink» на примере настройки коэффициентов ПИД-регулятора непрерывной линейной системы автоматического регулирования.

Задачи:

1) преобразовать исходное дифференциальное уравнение в передаточную функцию системы;

2) после нахождения передаточной функции системы, собрать схему САР в пакете прикладных программ MATLAB «Simulink»;

3) получить переходный процесс системы (при построении системы используйте обратную связь);

4) настроить коэффициенты ПИД-регулятора для получения оптимального быстродействия и качества системы автоматического регулирования;

5) Сделать соответствующие выводы.

Исходные данные:

– дифференциальное уравнение

19, 03 – входное воздействие

 

Регуляторы прямого и непрямого действия.

 

Автоматический регулятор – это средство автоматизации, получающее, усиливающее и преобразующее сигнал отклонения регулируемой величины и целенаправленно воздействующее на объект регулирования; он обеспечивает поддержание заданного значения регулируемой величины или изменение ее значения по заданному закону.

Автоматические регуляторы классифицируются в зависимости от назначения, принципа действия, конструктивных особенностей, вида используемой энергии и др. В зависимости от источника используемой энергии автоматические регуляторы подразделяются на регуляторы прямого и непрямого действия.

В регуляторах прямого действия одновременно с измерением регулируемой величины от объекта регулирования отбирается часть энергии, которая используется для работы регулятора и воздействия на его исполнительный механизм. Таким образом, к автоматической системе «объект-регулятор» энергия извне не подводится. В регуляторах прямого действия воздействие регулируемой величины на первичный измерительный преобразователь регулятора служит источником энергии как для формирования закона регулирования, так и для перемещения регулирующего органа. Автоматические регуляторы получили широкое распространение в системах стабилизации давления, расхода, уровня, температуры и т. д. Сфера применения регуляторов прямого действия достаточно велика из-за простоты и надёжности системы.

Основным узлом всех регуляторов прямого действия является настроечная пружина, с помощью которой можно изменять порог срабатывания регуляторов прямого действия. В устройствах, регулирующих давление, используются упругие мембраны и специальные сильфоны.

В качестве примера на рис.1 представлен автоматический регулятор давления прямого действия, поддерживающий заданное значение давления среды в трубопроводе.

Регулятор выполнен в виде клапана с мембранным приводом. На мембрану 1 воздействуют давление измеряемой среды и противодействующая пружина 2. При заданном значении давления условие равновесия сил, воздействующих на мембрану, запишется в виде:

p * fm= c * l

где р — заданное значение давления в трубопроводе; fм — эффективная площадь мембраны 1; с—жесткость пружины 2; l—перемещение клапана 5, жестко соединенного штоком 4 с мембраной 1.

Рис. 1 Автоматический регулятор давления прямого действия

 

Если давление р увеличится на значение Δ р, то мембрана 1 прогнется вниз, перемещая клапан на расстояние Δ l, при котором сила сжатия пружины уравновесит возросшее давление среды на мембрану. Заданное значение давления (регулируемой величины) устанавливается изменением натяжения пружины 2 (меняется жесткость с пружины) путем вращения натяжной гайки 3.

В современных системах автоматического регулирования промышленных предприятий регуляторы прямого действия используют редко. В большинстве конструкций регуляторов для перемещения регулирующих органов используют внешние источники энергии, для чего устанавливают специальные усилители — так называемые исполнительные механизмы, использующие различную энергию.

Рис.2 Схема автоматического регулятора непрямого действия

В зависимости от вида используемой энергии регуляторы непрямого действия подразделяются на:

1) электрические (электромеханические, электронные),

2) пневматические,

3) гидравлические

4) комбинированные (электропневматические, электрогидравлические).

Электрические автоматические регуляторы применяются главным образом для регулирования на невзрывоопасных объектах при больших расстояниях от пункта управления до объекта регулирования. Для перемещения регулирующего органа установлен исполнительный механизм — электродвигатель, использующий внешний источник энергии. Электрические регуляторы являются наиболее распространенными.

Пневматические автоматические регуляторы применяются во взрыво- и пожароопасных зонах при небольших расстояниях (до 400м) от пункта управления до объекта регулирования. Роль исполнительного механизма выполняет пневматический усилитель.

Гидравлические регуляторы применяются во взрыво- и пожароопасных зонах, как правило, при непосредственном размещении элементов регулятора в зоне объекта регулирования. Исполнительный механизм состоит из золотникового распределительного устройства и гидравлического поршня.

Комбинированные регуляторы применяются в случаях, когда необходимо использовать отдельные преимущества электро-, пневмо- или гидрорегуляторов.

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.