Badanie układu regulacji z elementami wykonawczymi o charakterystyce wentylatorowej
1. W jaki sposób oceniamy jakość procesów regulacji automatycznej
Jakość procesów regulacji ocenia się za pomocą kryteriów (wskaźników):
kryteria dokładności statycznej,
kryteria dokładności dynamicznej.
Dokładność statyczna:
Dotyczy ona przypadku gdy rozważa się sygnały w stanie ustalonym tzn. gdy t. Warunek dokładności statycznej, zwany również warunkiem w stanie ustalonym, jest podstawowym wymaganiem stawianym układom regulacji. Należy rozumieć to jako granicę, do której dąży e(t) przy t. W rozważaniach przyjmuje się , że na układ może działać zmienne zakłócenie z(t) i jest doprowadzona zmienna wartość zadana x0(t) (obowiązuje zasada superpozycji dla układów liniowych), więc uchyb zapisuje się w postaci:
E(t) = x0(t) - x(t) = EZ(t) + EXo (t)
Gdzie
EZ(t) – uchyb zakłóceniowy (pochodzi od zakłócenia),
– uchyb nadążania (jest rezultatem nieidealnego nadążania układu za wartością x0(t)).
Dokładność dynamiczna:
Dotyczy ona zwłaszcza przebiegów przejściowych (stanów nieustalonych), czyli chwil początkowych wystąpienia wymuszenia.
Rozważono układ regulacji automatycznej, który ma na celu utrzymanie sygnału regulowanego tak, aby jak najmniej różnił się od sygnału sterującego. Różnica między tymi sygnałami zależy od zastosowanych regulatorów dla tego samego obiektu. Zagadnienie, w którym z nich przebieg regulacji jest lepszy, sprowadza się do problemu wyboru kryterium jakie będzie stosowane przy ocenie różnic między sygnałami x0(t), x(t). Jest to więc ogólnie problem aproksymacji i wyboru miary odległości, pomiędzy dwoma funkcjami. W teorii regulacji największe zastosowanie znalazły tzw. kryteria całkowe doboru parametrów układu, w których dąży się aby uchyb miał minimalne wartości tzn. układ spełnia warunek optymalności przebiegu regulacji w sensie rozważanego kryterium.
Wymagania dokładności dynamicznej układu regulacji najlepiej oddaje wskaźnik regulacji.
2. Omówić poszczególne bloki systemu regulacji automatycznej
z(t)
x0(t) e(t) u(t) x(t)
Regulator Obiekt
–
Rys.1. Ogólny schemat blokowy układu regulacji.
Taki zestaw, w którym sygnał wyjściowy x(t) jest podawany na wejście regulatora, nazywa się układem regulacji lub dokładniej układem zamkniętym sterowania, czyli układem ze sprzężeniem zwrotnym. Prostszy przypadek to taki, w którym regulator wymusza zachowanie się obiektu bez uwzględnienia kontroli jakie skutki wywołało to sterowanie. Układ taki nazywamy układem sterowania. Takiego prostego przypadku nie będzie się w pracy rozważać.
Podstawowymi członami układu regulacji są: regulator i obiekt regulacji, a występujące w nim sygnały to:
x(t) – sygnał regulowany,
x0(t) – sygnał wartości zadanej,
e(t) – sygnał uchybu,
u(t) – sygnał sterujący (nastawiający),
z(t) – sygnał zakłócający.
3. Co jest przyczyną nieliniowej charakterystyki układu napędowego (moment w funkcji napięcia) zasilania złożonego z silnika prądu stałego i śmigła.
Napięcie rozruchu jest znacznie większe niż napięcie zatrzymania.
Wiąże się to z przepływem prądu, który dla rozruchu silników przyjmuje wyższe wartości niż w
znamionowej pracy. A to z kolei zapewne jest spowodowane budową silnika. Maszyny te nie
były duże, jednak również potrzebowały odpowiedniej energii do nasycenia. Tę cechę oddaje
charakterystyka mechaniczna. Łatwo zauważyć, iż początkowo jest ona nieliniowa, natomiast
później przyjmuje wymiar liniowy.