ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Типовые звенья автоматических систем из "Автоматизация холодильных установок распределительных и производственных холодильников" Каждую автоматическую систему можно условно представить в виде набора элементарных звеньев. Для удобства пользуются некоторыми наиболее распространенными видами звеньев, которые называются типовыми. [c.13] Типовые звенья отличаются друг от друга своими характери-.J тикaмн, т. е. зависимостями выходных величин от входных. [c.13] Для получения характеристик звеньев, входящих в систему (см. рис. 2), надо составить следующие зависимости для чувствительного элемента уп у). Для усилителя Д(6), для регулирующего органа х(Аж) - Аналогично для объекта составляют зависимость у х). [c.14] В процессе работы звено может оказаться в состоянии покоя, т. е. входная и выходная величины его с течением времени остаются постоянными. Поведение звена в состоянии покоя характеризуется статической характеристикой, которая представляет собой зависимость между выходной и входной величинами в установившемся состоянии. [c.14] Реакция выходной величины на изменения входной величины определяется с помощью динамической характеристики. [c.14] В теории автоматического регулирования наиболее распространены следующие типовые звенья апериодическое звено 1-го порядка, интегрирующее звено и звено запаздывания. Эти звенья являются линейными их статические характеристики не зависят от режима работы, а поведение может быть описано линейными дифференциальными уравнениями. [c.14] Кроме того, часто встречаются нелинейные звенья с релейными характеристиками и с сухим трением. [c.14] Апериодическое звено 1-го порядка. Для определения характеристик апериодического звена 1-го порядка воспользуемся тепловой моделью (рис. 5, а). [c.14] Сначала рассмотрим общий случай неустановившегося состояния. Предположим, что жидкость является сосредоточенной тепловой емкостью, а тепловая емкость ограждений и змеевика настолько малы, что ими можно пренебречь. [c.14] Здесь величины 7зм и — удельные тепловые потоки, полученные умножением коэффициентов теплопередачи на соответствующую поверхность.. [c.15] Выражение (9) является дифференциальным уравнением 1-го порядка. Звено, действие которого описывается таким уравнением, называется апериодическим звеном 1-го порядка. [c.15] Дифференциальное уравнение (9) характеризует зависимость, между всеми температурами. [c.15] Рассмотрим частный случай установившегося процесса теплообмена, т. е. при условии— = 0. [c.15] С помощью статической характеристики можно подсчитать установившиеся значения температуры при различных режимах работы. [c.16] Уравнение (14) будем считать основным дифференциальным уравнением апериодического звена 1-го порядка, а уравнение (13)—его статической характеристикой. [c.16] Динамические свойства звена могут быть выражены несколькими способами с помощью переходных характеристик, передаточных функций и амплитудно-фазовых характеристик. [c.16] Переходная характеристика позволяет найти величину ф в любой момент времени, если известно ее начальное значение фнач и установившееся значение фу, к которому она стремится. [c.17] Это уравнение семейства экспонент, параметром которого является установившееся значение фу. [c.17] На рис. 6 показаны кривые переходных процессов при нуле-еых начальных условиях и различных значениях фу. Вследствие инерции звена выходная величина ф не сразу достигает своего установившегося состояния, а приближается к нему асимптотически. Свойство экспоненты таково, что касательные, приведенные к кривым начальный момент, пересекаются с соответствующими прямыми ф = ру на одном и том же расстоянии х = Т. Величина Т называется постоянной времени и показывает, через сколько времени величина ф достигла бы своего установившегося значения, если бы она изменялась с постоянной скоростью, равной начальной (т. е. по касательной в начале отсчета). [c.17] Пример 2. До изменения нагрузки в тепловом объекте (см. рис. 5, а) установилась температура нач = —18° С. Затем нагрузка изменилась таким образом, что новая установившаяся температура стала ty = —25° С. Постоянная времени Г = 25 мин. Необходимо определить температуру через 20 мин после изменения нагрузки, а также время, необходимое для того, чтобы температура опустилась до = —24,7° С. [c.18] Вернуться к основной статье