Выбор регуляторов

Выбор регулятора зависит от свойств объекта регулирования, которые в основном определяются его динамической характеристикой (k_о- коэффициентом передачи, t - запаздыванием, Т- постоянной времени).

П-регуляторы целесообразно применять в объектах с небольшим запаздыванием и изменением нагрузки, в системах, где допускается статическая ошибка. П-регуляторы не рекомендуются при колебательной нагрузке.

И-регуляторы используются для объектов со значительным самовыравниванием и небольшим запаздыванием, а также при малой и большой ёмкостях объекта и при медленно изменяющейся нагрузке.

ПИ-регуляторы применяются в объектах с любой емкостью, с большим запаздыванием (t>0,1 Т _и), а также при больших и медленных изменениях нагрузки. ПИД-регуляторы применяются в объектах с любой емкостью, при очень малой статической ошибке регулирования и при существенных запаздываниях в объекте.

Импульсные регуляторы лучше применять в объектах без большого запаздывания, при средней емкости объекта, где нагрузка постоянная или мало изменяется.

Двухпозиционные релейные регуляторы рекомендуется применять в объектах с большой емкостью, без большого запаздывания при постоянной или мало изменяющейся нагрузке. Если сведений о динамических свойствах объекта недостаточно или они отсутствуют, выбор регуляторов производится по аналогии с действующими САУ.

Тип регулятора может быть ориентировочно выбран и по отношению t/T. При t/Т < 0,2 применяют релейный регулятор, при t/T=0,2…1—непрерывный и при t/Т>1—импульсный. Если кривые разгона могут быть экспериментально сняты с действующих аналогичных объектов или они известны заранее для проектируемых объектов, то выбор регуляторов следует производить на основании расчета. Методика расчета для статических и астатических объектов изложена в специальной литературе.

Вопрос 13. Первичные измерительные преобразователи

(датчики)

Основные сведения о датчиках, характеристики, классификация

Датчиком называется устройство, предназначенное для преобразования информации, поступающей на его вход в виде некоторой физической величины, в другую функцио­нальную физическую величину, удобную для использования в последующих элементах автоматической системы. Следовательно, датчик в общем виде можно представить состоящим из чувствительного элемента (ЧЭ) и преобразователя (ПЭ) (рис. 7.1). В случае, если в датчике не происходит преобразования сигналов, он включает только чувствительный элемент.

Большинство известных в автоматике и телемеханике датчиков преобразуют неэлектрическую контролируемую величину х в электрическую величину у (например, механическое перемещение в индуктивность или напряжение, температуру в ЭДС и т. п.) или неэлектрическую величину в неэлектрическую (например, механическое перемещение в давление воздуха или жидкости и др.). Следовательно, по роду энергии выходной величины различают электриче­ские и неэлектрические датчики.

Все электрические датчики по принципу действия или производимого ими преобразования сигналов подразделяются на параметрические, преобразующие неэлектрические величины в электрические (сопротивление R, емкость С, индуктивность L), и генераторные, преобразующие неэлектрические величины в ЭДС. Наличие постороннего источника энергии является обязательным условием работы параметрического датчика.

К параметрическим датчикам относятся контактные, реостатные, потенциометрические, тензодатчики, терморезисторы, емкостные, индуктивные, электронные, фоторезисторные и др., к генераторным — термоэлектрические (термопары), индукционные, пьезоэлектрические, вентильные фотоэлементы.

Неэлектрические датчики подразделяются на механические пневматические, гидравлические и др.

Датчики классифицируют по различным признакам, но прежде всего по виду измеряемой величины и принципу действия.

Основными характеристиками датчиков являются: статическая характеристика, чувствительность, порог чувствительности, динамическая характеристика, погрешность преобразования, выходная мощность и выходное сопротивление.

Статическая характеристика показывает зависимость выходной величины у от входной величины х

y=f(x).

Чувствительность, или коэффициент преобразования, представляет собой отношение выходной величины у к входной величине х.

Для датчиков с линейной статической характеристикой (рис. 7.2, кривая 1) чувствительность постоянная:

k _c = y/х

Для датчиков с нелинейной характеристикой кривая 2 чувствительность называют дифференциальной и для разных точек характеристики определяют по формуле

Порогом чувствительности называется минимальная величина на входе датчика, которая вызывает изменение его выходной величины. Порог чувствительности вызывается как внешними, так и внутренними факторами (трение, люфты, гистерезис, помехи и др.).

Абсолютная погрешность датчика (ошибка) есть разность между действительным значением выходной величины у' и ее расчетным значением у, т. е.

Dy =у' – у.

Относительная погрешность g=Dy/y× 100%

Динамические свойства датчиков определяются по динамическим (временным и частотным) характеристикам.

Рис.7.2.