Zjawiska zach w wyniku przyciąg kotwicy: od momentu włączenia napięcia na zaciskach obwodu zaczyna narastać prąd sterujący- narasta strumień magnetyczny. Gdy strumień osiągnie odpowiednio dużą wartość zaczyna przyciągać kotwicę-> zmniejsza się szczelina -> zwiększa się dalej strumień magnetyczny (mimo nie narastania prądu). Następuje rr i zz.

Zjawiska zach w wyniku zwalniania kotwicy: przerwanie obwodu sterującego powoduje zmniejszenie się prądu sterującego-> zmniejszenie się strumienia magnetycznego. Przy pewnej wartości strumienia, siła wywołana przez strumień jest mniejsza od siły, którą działa sprężyna na kotwicę i kotwica wraca do stanu początkowego. Następuje rz i zr.

Opornik szeregowo- maleje tau=Lp/(Rp+Rd)<Lp/Rp, tzz maleje ponieważ maleje stała czasowa tp=XHp tau*ln(kp/(kp-1)), trz nie zmienia się, gdyż stała czasowa obwodu przy przełączaniu tau=L/(r+Rs), r-opór łuku przy rozwieraniu obw. sterującego, Rs- rezystancja obwodu PB. Ponieważ r>=Rs, to wzrost Rs o rezystancję dodatkową nie ma widocznego wpływu na stałą czasową zwalniania.

Konden równolegle i opór szereg - tzz (przy przyciąganiu) wzrasta w stosunku do czasu przyciągania bez kondensatora, ponieważ prąd w uzwojeniu PB narasta wolniej (następuje ładowanie kondensatora) trz (przy zwalnianiu) wzrasta, ponieważ po odłączeniu napięcia zasilającego następuje rozładowanie się kondensatorów przez uzwojenie PB, a więc jeszcze przez pewien czas przez uzwojenie PB będzie płynął prąd utrzymujący kotwicę.

Cewka szereg - zmniejszyła się stała tau=(Lp+Ld)/(Rp+Rd)>Lp/Rp wzrost tzz, trz, opóźnienie PB na wyłączenie.

Cewka równolegle - (Lp-L)di/dt= i (Rp+R) => ln(i)=(Rp+R)/(Lp-L)dt, gdy Lp<L to tz maleje, gdy Lp>L to tz rośnie, nie zmienia się tzz ponieważ wypadkowa stała czasowa nie uległa zmianie. Maleje trz

Przyciąganie kotwicy W wyniku włączenia zasilacza nast skok napięcia na zaciskach obwodu sterującego, zaczyna narastać prąd sterujący. Wraz z narastaniem prądu narasta strumień magn. W pewnym momencie strumień osiąga wartość na tyle dużą, że zaczyna przyciągać kotwicę. Podczas przyciągania zmniejsza się szczelina powietrza między kotwicą a rdzeniem, przez co zwiększa się strumień magnetyczny, mimo iż nie zwiększa się prąd sterujący. Ruch kotwicy powoduje zwarcie zestyków zwiernych I rozwarcie zestyków rozwiernych.

Zwalnianie kotwicy Nastę przerwanie obwodu sterującego co powoduje zmniejszenie prądu na cewce, a co za tym idzie także zmniejszenie strumienia magnetycznego. Przy pewnej wartości strumienia kotwica rozpoczyna ruch powrotny. Ruch kotwicy powoduje rozwarcie styków zwiernych i zwarcie styków rozwiernych.

Zasada działania przekaźnika

Przez uzwojenie przepływa prąd elektryczny wytwarzając strumień magnetyczny,który magnesyje rdzeń i kotwicę,na kotwicę działa wówczas siła i następuje przyciąganie kotwicy.Kotwica rusza,zmniejsza się szczelina pomiędzy rdzeniem a kotwicą i wzrasta strumień,wzrasta siła przyciągająca kotwicę,kotwica porusza się szybciej,jeszcze bardziej zmniejsza się szczelina pomiędzy rdzeniem a kotwicą,wzrasta strumień,wzrasta siła przyciągająca kotwicę i kotwica porusza sią jeszcze szybciej,jeszcze bardziej zmniejsza się szczelina pomiędzy rdzeniem a kotwicą,wzrasta strumień i wzrasta siła przyciągająca kotwicę i tak do momentu dopóki kotwica nie walnie w rdzeń i zakończy się proces przyciągania.Kotwica poruszając się zmienia stany poszczególnych zestyków.Zanik prądu powoduje zanik strumienia,zanik siły działającej na kotwicę,zwolnienie kotwicy i zestyki powinny powrócić do stanu wyjściowego.

Co dzieje się z czasami tpp, trr, trz, tzr, tzz, gdy zmienia się prąd I i wsp zapasu kp=I/Ip i dlaczego? - Czasy tpp, trr, tzz, zmniejszają się, ponieważ prąd I jest większy, szybciej następuje narastanie strumienia magn i szybciej następuje RR i ZZ i sam czas przeskoku też jest mniejszy (bo tpp= tzz- trr). Dla €(1-1,5) spadek jest gwałtowny co wynika z nasycenia rdzenia PB. Przy k€(3,6) następuje niewielki wzrost czasu tpp co jest spowodowane drganiem kotwicy i zestyków. Czas tpp jest w całym zakresie mniejszy od trr i tzz ponieważ tpp nie uwzględnia czasu rozruchu. Czasy tzr i trz zwiększają się wraz ze wzrostem kp, co wynika z powolnego rozmagnesowania (narastanie indukcji w funkcji narastania natężenia pola jest bardziej strome).

tpp-czas przełączania zestyków przy przyciąganiu;od momentu zakończenia rozw. zestyków rozw. do momentu zakończenia zwierania zestyków zwiernych

Charakter tzz,tzr,trz,trr w funkcji kp

tzz - czas zwarcia zestyków

zwiernych;od momentu zamknięcia obwodu sterującego do mom. zwarcia zestyków zwiernych

tzr - czas zwarcia zestyków rozwiernych ;od mom. przerwania obwodu do mom. zwarcia zestyków rozwiernych

trz - czas rozwarcia zestyków zwiernych ;od mom. przerwania obwodu do mom. rozwarcia zestyków zwiernych

trr - czas rozwarcia zestyków rozwiernych;od mom. zamknięcia obwodu sterującego do mom.rozwarcia zestyków rozwiernych

Czasy tzz i trr maleją wraz z wzrostem współczynnika kp , a czasy tzr i trz rosną.Przyczyna tego zjawiska leży w zasadzie działania przekaźnika .Podstawowymi elementami tego urządzenia są rdzeń, uzwojenie, jarzmo, zestyki zwierne i rozwierne, oraz kotwica.

Kotwica służy do zwierania i rozwierania zestyków, jest poruszana przez obwód magnetyczny, czyli rdzeń z uzwojeniem.

Pojawienie się napięcia na zaciskach powoduje narastanie prądu sterującego i strumienia magnetycznego. W pewnym momencie strumień magnetyczny posiada na tyle dużą wartość, ze zaczyna przyciągać kotwicę. Zmniejsza się jej odległość od rdzenia i tym samym zwiększa strumień magnetyczny przy nie zwiększającym się prądzie sterującym.Kotwica przemieszcza się do góry zwierając zestyki zwierne, a rozwierając rozwierne.

W momencie przerwania obwodu następuje zmniejszanie prądu sterującego i strumienia magnetycznego, by po przekroczeniu ich pewnej wartości kotwica pod wpływem swego ciężaru opadła w dół zwierając zestyki rozwierne, a rozwierając zestyki zwierneTak więc zmniejszanie się czasów tzz i trr wraz z zwiększaniem się wartości współczynnika kp wynika z szybszego narastania strumienia magnetycznego i co za tym idzie wcześniejszego przyciągnięcia kotwicy. Zwiększanie się czasów tzr i trz wraz z zwiększaniem się wartości współczynnika zapasu można wytłumaczyć zwiększającym się namagnesowaniem rdzenia, wynikiem czego jest jego powolniejsze rozmagnesowywanie po przerwaniu obwodu. Zjawisko namagnesowywania i rozmagnesowywania rdzenia można przedstawić za pomocą pętli histerezy.

Magnesowanie rdzenia i jarzma charakteryzowane jest przez pętle histerezy. Przebieg narastania indukcji magnetycznej (w efekcie strumienia, który jest całką z indukcji po powierzchni) w funkcji narastania natężenia pola magnetycznego jest bardziej stromy (szybsze narastanie), niż przebieg zmniejszania się indukcji (strumienia) w funkcji zmniejszania się natężenia pola magnetycznego. Wyrównanie się charakterystyki czasów trz i tzr dla większych wartości prądów można tłumaczyć osiągnięciem przez materiał stanu nasycenia ,czyli dalszy wzrost natężenia pola (natężenia prądu) praktycznie nie powoduje zwiększania indukcji. Powolne rozmagnesowywanie powoduje, że po wyłączeniu napięcia sterującego kotwica jest jeszcze moment "przytrzymywana" przez pole magnetyczne rdzenia.Czasy procesów zachodzących przy przyciąganiu kotwicy są mocno uzależnione od prądów sterowania. Stosunkowo niewielkie różnice prądu powodują duże skoki czasów. Pod tym względem "płaska" charakterystyka czasów zachodzących przy przyciąganiu przedstawia się zdecydowanie korzystniej. Ponadto przy zwalnianiu kotwicy przy mniejszych wartościach prądów sterujących, czasy trwania procesów są mniejsze od czasów trwania procesów zachodzących przy przyciąganiu kotwicy

STABILNY UKŁAD - zamknięty układ regulacji automatycznej jest stabilny wtedy , gdy logarytmiczna ch-ka amplitudowa układu otwartego ma wartość ujemną przy pulsacji odpowiadającej przesunięciu fazowemu - 180⁰

Układ jest sterowalny - jeżeli istnieje ograniczony przedziałami ciągłymi ,wektor sterowania U(t) przeprowadzający ten układ z dowolnego stanu początkowegox (t_o) do dowolnego stanu końcowego x(t_k) w skończonym czasie t_k-t_o≥0 .

x^*(t)=Ax(t)+BU(t) (liniowy stacjonarny ciągły)

y(t)=Cx(t)+DU(t)

Układ jest sterowalny gdy możemy w każdej chwili sterowac całym układem a nie tylko poszczególnymi czasami .

Układ jest obserwowalny - jeżeli przy dowolnym wektorze sterowania U(t) istnieje skończona chwila t_k po której można wyznaczyc stan układu x(t_o) w dowolne chwili początkowej t_o na podstawie znajomości wektora wyjściowego Y(t) i wektora sterowania U(t) w przedziale od t_o do t_k .

Układ jest obserwowalny gdy możemy określić stan początkowy na podstawie obser. przebiegu sygnałów wyj . i sterujących .

Sygnałem - nazywamy przebieg dowolnej wielkości na ogół fizykalnej występującej w układzie sterowania .

Jest to pewna funkcja czasu służąca do opisu układu , ale mająca czasem znaczenie abstrakcyjne . (Sygnał - jest nośnikiem informacji) .

Sygnały mogą być : ciągłe dyskretne

1.otrzymywane z sygnału ciągłego przez kwantowanie w poziomie

- otrzymujemy sygnały wielostanowe

2.przez kwantowanie w czasie - otrzymujemy sygnały impulsowe

3.przez kwantowanie zarówno w poziomie jak i w czasie

otrzymujemy sygnały dyskretne -cyfrowe

TRANSMITANCJA OPERATOROWA

Jest to stosunek transformat wyjściowej do U(s) y(t)

transformaty wielkości wejściowej przy

zerowych warunkach początkowych .

G(s)=y(s)/u(s)

Wyjaśnić jaki jest wpływ wart wymuszenia regulatora dwupołożeniowego na przebieg reg Regulator tak struje sygnałem regulowanym , że wielkość regulowana oscyluje wokół wartości zadanej . Oscylacje te odbywają się z pewną częstotliwością i amplitudą .Jeśli wartość wymuszenia jest niska to średnia wartość na jakiej ustala się oscylacja będzie większa niż wartość zadana. Jeśli wymuszenie x₀ będzie na średnim poziomie to wartość średnia ,wokół której oscyluje wielkość regulowana będzie równa wartości zadanej. Gdy natomiast wymuszenie będzie bliskie poziomu k to średnia wartość ,wokół której oscyluje wielkość regulowana będzie niższa niż wartość zadana.

Porówn poj uchybu w reg i ciągłej i dwupołoż.

Uchybem w regulacji ciągłej nazywamy różnicę między wartością zadaną
a nielinjością mierzoną Y. E(epsylon)=
Uchyb podczas regulacji zmienia się w czasie. Uchyb w regulacji ciągłej jest zawsze dodatni (chyba, że zakłócenia) i zawsze dąży do zera.

Uchyb w regulacji dwupołożeniowej definiujemy jako różnicę między wartością zadaną
, a mierzoną
. W odróżnieniu od uchybu w regulacji ciągłej, w regulacji dwupołożeniowej uchyb zmienia znak. Jest raz dodatni, raz ujemny. Bardzo rzadko jest zbliżony lub równy zero

Uchyb w regulacji ciągłej dąży do zera i jeśli nie ma zakłóceń jest zawsze wartością dodatnią, a w regulacji dwupołożeniowej uchyb oscyluje w pewnych granicach wartością zmiennej i jest dodatni i ujemny.

Uchyb jest to różnica między sygnałem zadanym, a regulowanym.

Podać i wyjaśnić kryteria jakości reg ciągłej.

Wskaźnik dotyczącej cech odpowiedzi skokowej:

czas regulacji t_r - t_o czas liczony od chwili przyłożenia wymuszenia , do chwili po której odchylenie regulacji jest stałe mniejsze od dopuszczalnych granic

odchylenie maksymalne χ - im silniej są tłumione przebiegi oscylacyjne , tym mniejsze jest wartość χ . Przeregulowanie rośnie w miarę zbliżenia się do granicy stabilności.

Aperiodyczność - przebiegi przejściowe aperiodyczne charakteryzują się błędem oscylacji. Można traktować je jako przypadek gdy χ =0%.

Pasmo przenoszenia zakres częstotliwości, w którym wartości stosunku amplitud wyjścia do wejścia oraz przesunięcia fazowego między wyjściem a wejściem utrzymane są w żądanych granicach .

---