Статическое и динамическое состояние систем, необходимые условия их устойчивого состояния

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

Белорусский Государственный технологический университет

Филиал Белорусский Государственный колледж промышленности строительных материалов

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине

«Автоматическое регулирование и СР»

Вариант №18

Проверил преподаватель: Выполнил учащийся группы №364

Глазкова Г.Н. специальность АТПиП курс 5

Заочного отделения

Чернов Александр Павлович

Минск 2015

Содержание

1. Статическое и динамическое состояние систем, необходимые условия их устойчивого состояния…………………………………………………………..3

2. Операторный метод регулирования, примеры использования……………..6

3. САУ по видам используемой энергии ………………………………………10

4. Пропорционально-интегральный дифференциальный (ПИД)- закон регулирования……………………………………………………………………15

5. Передаточная функция какого звена представлена: К(р) = К/Тр………….18

6. Описать системы технического зрения – схемы, устройство, примеры использования …………………………………………………………………...20

Список литературы…………………………………………………………….26

Статическое и динамическое состояние систем, необходимые условия их устойчивого состояния

Как всякая динамическая система, САУ может находиться в одном из двух режимов - стационарном (установившемся) и переходном. Существует два вида стационарных режимов САУ - статические и динамические.

Статический режим (статика) это режим, при котором система находится в состоянии покоя вследствие того, что все внешние воздействия и параметры самой системы не меняются во времени.

Динамический стационарный режим возникает, когда приложенные к системе внешние воздействия изменяются по какому-либо установившемуся закону, в результате чего система приходит в режим установившегося вынужденного движения.

Важными вопросами статики является обеспечение заданной статической точности, а также изучение статических характеристик элементов и систем. По виду этих характеристик различают статическое и астатическое регулирование и управление.

Уравнения статики САУ получаются из уравнения динамики:

Y = Wз(p)X.

Wyx(p)

В (4.8) Wз(p)=,

1 + W(p)

где Wyx(p) - передаточная функция, определяющая зависимость Y от X при отсутствии обратной связи, а W(p) - передаточная функция разомкнутой системы. Для получения уравнения статики необходимо в Wз(p) подставить р=0, что соответствует постоянству всех переменных X,Y,Z, т.е. равенству нулю их производных.

В качестве примера рассмотрим уравнение статического режима для САУ с передаточной функцией

Кн(Т1р+1)(Т2р+1)

Wз(p) =.

(Т1р+1)(Т2р+1)+К1

Уравнение статики при р=0 будет иметь вид

Кн

Wз(0) =,

1 + К1

Кн

а Yст = Wз(0)Xст = Хст. (4.9)

1 + К1

Система, содержащая после ее приведения к одноконтурной только статические звенья, называется статической.

Задачами статики являются изучение статических характеристик и обеспечение заданной статической точности.

Под статической характеристикой понимается зависимость выходной координаты Y от входного воздействия по управлению X или от возмущения Z.

Y = F(X) при Z=const, (4.10)

Y = F(Z) при X = const. (4.11)

В общем случае структурная схема САУ с учетом управляющего и возмущающего воздействий может быть приведена к виду (рис. 4.9).

Z

X {+ -} Y

-

Рис. 4.9. Структурная схема САУ

Из схемы (рис. 4.9) следует, что САУ характеризуется передаточными функциями по управляющему X и по возмущающему Y воздействиям, а следовательно, и статическими характеристиками по управлению и по возмущению. Статические характеристики по управлению бывают линейными и нелинейными. Для количественной оценки статических характеристик по управлению введено понятие коэффициента передачи К как отношение выходной координаты Y к входной Х:

для линейных характеристик.

Если Y и X имеют одинаковую размерность, то коэффициент передачи называют коэффициентом усиления.

Статические характеристики по возмущению (рис. 4.10) Y=F(Z) могут быть представлены семейством характеристик для различных заданных постоянных значений Х. Для заданного значения Xn=const рост возмущения Z уменьшает значение Y, если возмущение действует со знаком “минус”.

А б

Y Y

X=X1

X=X2

Z X

Рис. 4.10. Статические характеристики
по возмущению (а) и по управлению (б)

В системах, которые обеспечивают в установившемся режиме равенство управляемой переменной заданному значению (статизм равен нулю), осуществляется астатическое управление. Статическая характеристика астатической системы является прямой линией, параллельной оси абсцисс.

Поведение астатического регулятора, содержащего интегрирующее звено, можно охарактеризовать, рассмотрев его работу при разомкнутой главной обратной связи. Если подать на вход разомкнутой астатической системы постоянный сигнал, то на ее выходе можно получить непрерывное изменение выходной переменной с постоянной скоростью. Отношение скорости изменения выходной переменной к сигналу на входе называется коэффициентом усиления астатической системы.

Для статического режима работы астатических систем не существует определенной зависимости между значением выходной переменной и положением регулирующего органа.