Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Принципиальная схема регулятора ПР3.31 представлена на рис. 7.10. Регулятор ПР3.32 имеет такую же принципиальную схему, что и регулятор ПР3.31. Конструктивное отличие регулятора ПР3.32 от ПР3.31 состоит только в том, что регулятор ПР3.32 имеет встроенный местный задатчик, с помощью которого можно изменять вручную задание  регулятора. Регуляторы состоят из следующих элементов УСЭППА: элементов сравнения – пяти (1) и трехмембранного (6) сумматоров, пневмоемкости 12, повторителя сигналов 11, переключающих реле 9 и 14, усилители мощности 8, а также постоянных и переменных пневмосопротивлений – дросселей 2-5, 7, 10 и 13.

Действие регулятора основано на принципе компенсации сил, при котором механические перемещения чувствительных элементов близки к нулю. Вследствие этого регулятор обладает высокой чувствительностью.

Статические и динамические свойства регулятора определяются двумя дроссельными сумматорами (на дросселях 2 и 3, 4 и 5 соответственно), апериодическим звеном (на дросселе 13 и пневмоемкости 5).

На элемент сравнения 1 поступают сигнал задания , переменная  с обратным знаком по отношению к , положительная обратная связь  с выхода апериодического звена и единичная отрицательная обратная связь с выхода элемента 5 (в камеру Д). Выходной сигнал апериодического звена через повторитель сигналов 11 воздействует также на вход дроссельных сумматоров (на дроссели 3 и 4).

На вторые входы дроссельных сумматоров воздействуют выходные сигналы элементов сравнения 1 (дроссель 2) и 6. Сигналы, проходящие по четырем каналам дроссельных сумматоров, поступают на элемент сравнения 6, выходной сигнал которого и определяет закон изменения выходного сигнала .

С учетом изложенного структурная схема регуляторов ПР3.31 и ПР3.32 представлена на рис. 7.11., где  – коэффициент передачи пятимембранного элемента сравнения 1;  – коэффициент передачи трехмембранного элемента сравнения 6;

, , , – коэффициенты передачи дроссельных сумматоров по соответствующим каналам,

α - проводимость постоянного дросселя;

β- проводимость переменного дросселя.;

– постоянная времени апериодического (демпфирующего звена).

 

 

 

Рис. 7.10. Принципиальная схема регулятора ПР 3.31

Упростим структурную схему с учетом следующих особенностей:

1). Так как  и , то эти звенья с обратными связями можно заменить одним звеном с передаточной функцией, равной обратной передаточной функции звена обратной связи;

2). Вход звена  перенесем с входа на выход звена , при этом последовательно со звеном  следует включить звено ;

3). Апериодическое звено , охваченное единичной положительной связью, эквивалентно интегрирующему звену , где .

С учетом этого получим упрощенную структурную схему регулятора, из которой находим его передаточную функцию

.

Подставив выражения коэффициентов передачи дроссельных сумматоров через проводимости дросселей, получим

.

Коэффициент передачи регулятора определяется уравнением

.

Постоянная времени интегрирования находится по выражению

Где  – объем пневмоемкости 12, см³;

    – универсальная газовая постоянная, равная 2930 см/К;

   θ - абсолютная температура воздуха, К;

   β₃ – проводимость дросселя 13 см²/с.

Из вышеприведенных формул следует, что данные регуляторы формируют закон ПИ-регулирования с независимыми настройками пропорциональной и интегральной составляющих регулятора.

Настройка коэффициента передачи регулятора производится переменным дросселем 2 при полностью открытом дросселе 5 и переменным дросселем 5 при полностью открытом дросселе 2. При открытом дросселе 5  изменяется проводимость дросселя 2 от  (при закрытом дросселе) до  (при полностью открытом дросселе); значение  теоретически изменяется от 0 до 1.

 

Рис. 7.11. Структурные схемы регулятора ПР3.31.

а) – действительная; б) - преобразованная

 

При открытом дросселе 2 , изменяя проводимость переменного дросселя 5 от  до , изменяют значение  от 1 до ∞. Практически из-за некоторого пропускания переменным дросселем воздуха в закрытом состоянии завод-изготовитель гарантирует диапазон изменения от 1/30 до 1 при настройке дросселем 2 и полностью открытом дросселе 5, и от 1 до 50 при настройке дросселем 5 и полностью открытом дросселе 2. Согласно техническим условиям завод-изготовитель путем изменения проводимости переменного дросселя 13 гарантирует изменение постоянной времени интегрирования  от 0,05 до 100 мин. (максимум  при закрытом дросселе 13).

 

Пропорционально-интегрально-дифференциальный
регулятор ПР3.35

Принципиальная схема этого регулятора изображена на рис. 7.12. Он состоит из следующих элементов УСЭППА: трехмембранного элемента сравнения 1, двух пятимембранных элементов сравнения 9 и 19, демпфера 4, отключающих реле 5, 14 и 17, усилителя мощности – повторителя сигналов 13, пневмоемкостей 3 и 15, повторителя сигналов 18, а также постоянных и переменных дросселей ПД1 – ПД6, 2, 6 – 8, 10-12.

Регулятор ПР3.35 предназначен для реализации пропорционально-интегрально-дифференциального закона регулирования. Пропорциональная составляющая закона регулирования формируется на элементе сравнения 9 и двух делителей с дросселями 6 – 8 и 10 – 12. Интегральная составляющая закона регулирования формируется так же, как в ПИ-регуляторе ПР3.31, - путем охвата инерционного звена первого порядка единичной положительной обратной связью. Инерционное звено реализуется переменным дросселем 16 и пневмоемкостью 15. Дифференциальная составляющая закона регулирования формируется путем охвата усилительного звена отрицательной обратной связью в виде апериодического звена; это звено реализуется переменным дросселем 2 и пневмоемкостью 3.

Структурная схема регулятора ПР3.35 представлена на рис. 7.13, а), где

 – коэффициент усиления трехмембранного элемента сравнения 1;

 – коэффициент передачи делителя с дросселями 6 – 8;

 – то же, но с дросселями 10 – 12;

 – коэффициент усиления пятимембранного элемента сравнения 9;

 – постоянная времени апериодического (демпфирующего) звена первого порядка, образованного пневмоемкостью 15 и переменным дросселем 16;

 – то же, но образованного пневмоемкостью 3 и переменным дросселем 2.

Встречно-параллельное соединение инерционного звена первого порядка и единичной положительной обратной связи на рис. 7.13, а) является интегрирующим звеном , где =  - постоянная времени интегрирования.

Всречно-параллельное соединение усилительного звена и отрицательной обратной связи  имеет передаточную функцию . Так как трехмембранный элемент сравнения работает с одним соплом  (сопло  заглушено), то его коэффициент передачи >>1. Следовательно, с достаточной для практических расчетов точностью можно принять  и , где  = . Таким образом, это соединение имеет дифференцирующие свойства с постоянной времени предварения .

С учетом этого, перенося на рис. 7.13, а) воздействие регулятора с входа звена  на его выход (вход звена ), получим структурную схему регулятора в виде, представленном на рис. 20, б.

 

 

Рис. 7.12. Принципиальная схема регулятора ПР 3.35

Рис. 7.13. Структурная схема регулятора ПР3.35

 

Встречно-параллельное соединение усилительного звена  и отрицательной обратной связи в виде усилительного звена  имеет передаточную функцию .

Пятимембранный элемент сравнения 9, так же как и трехмембранный элемент 1, работает с одним соплом  и, следовательно, его коэффициент усиления >>1.

С учетом этого  и .

Представляя  в виде параллельного соединения идеального дифференцирующего звена  с единичным усилительным звеном и перенося выход звена  в интегрирующей цепи на выход регулятора, получим структурную схему регулятора ПР3.35 в виде, представленном на рис. 7.13, в). Из структурной схемы рис. 7.13, в) находим передаточную функцию регулятора

,

Где – коэффициент передачи регулятора;  – постоянная времени интегрирования;  – постоянная времени предварения.

Можно записать:

;

,

где α и β - проводимости постоянных и переменных дросселей, соответствующих индексам в обозначениях проводимостей.

Коэффициент передачи регулятора

 .

Постоянные времени регулятора соответственно равны

; .

Так как в регуляторе ПР3.35 _, то

.

Из данных формул следует, что регулятор ПР3.35 реализует ПИД-закон регулирования с независимыми настройками пропорциональной и интегральной составляющих регулятора.

Настройка дифференциальной составляющей зависит от коэффициента передачи  и постоянной времени предварения . Следует иметь в виду, что регулятор реализует закон ПИД-регулирования только при изменении переменной  и постоянном задании . При изменении задания  регулятор реализует закон ПИ-регулирования.

Диапазон настройки коэффициента усиления регулятора при изменении проводимости β₇ переменного дросселя 7 и полностью закрытом дросселе 10 (β₁₀ → 0) равен 1/30≤   ≤1, а при изменении проводимости β₁₀ переменного дросселя 10 и полностью закрытом дросселе 7 (проводимость дросселя 7 β₇ → 0) 1≤ ≤50. При полностью закрытых переменных дросселях 7 и 10 (β₇ = 0, β₁₀ = 0) коэффициент передачи регулятора  = 1.

Постоянная времени интегрирования настраивается путем изменения проводимости β₁₆ переменного дросселя 16 в диапазоне 0,05≤ ≤100 мин. Постоянная времени предварения настраивается путем изменения проводимости β₂ переменного дросселя 2 в диапазоне 0,05≤ ≤10 мин.