Автоматизация процесса нитрованияСтраница 6
Комбинированные системы регулирования применяют при автоматизации объектов, подверженных действию существенных контролируемых возмущений.
Существуют два типа структур комбинированных АСР:
· системы с компенсатором, подключенным на вход объекта (Рисунок 9);
· системы с компенсатором, подключенным на вход регулятора (Рисунок 10).
Основой расчета подобных систем являются принцип инвариантности системы по отношению к основному возмущению и условия физической реализуемости компенсатора.
Принцип инвариантности заключается в том, что при любых значениях возмущающего воздействия Xв, при равновесии системы Y(t)=0.
Методика расчета компенсатора Rк, подключённого на вход
объекта.
Рисунок 9 – Структурная схема комбинированной АСР
с динамическим компенсатором, подключенным на вход объекта.
Применим к схеме, приведённой на Рисунке 9, условие инвариантности выходной величины Y по отношению к возмущающему воздействию Xв:
,
где WВ(P) - передаточная функция по каналу возмущения;
WОБ(P) - передаточная функция объекта;
RК(P) - передаточная функция компенсатора.
Произведя преобразование, получаем:
(21)
Обозначим:
Тогда с учетом запаздываний в объекте по каналам возмущения и управления получим:
(22)
Проверяем выражение (22) на физическую реализуемость компенсатора.
Компенсатор физически реализуем, если:
1)tк³ 0, что возможно при tв³tоб
2) mк £ nк, т.е. если порядок полинома числителя Rк(P) меньше или равен порядку полинома знаменателя. В нашем случае:
1) tв³tоб (6,64 > 4.26)
2) т.к. и передаточная функция по каналу возмущения и передаточная функция объекта являются апериодическими звеньями, то mк = nк = 1
Следовательно, наш компенсатор физически реализуем.
Методика расчета компенсатора Rк, подключённого на вход регулятора.
Рисунок 10 – Структурная схема комбинированной АСР
с динамическим компенсатором, подключенным на вход регулятора.
Применим к схеме, приведённой на Рисунке 10, условие инвариантности выходной величины Y по отношению к возмущающему воздействию Xв:
,
где WВ(P) - передаточная функция по каналу возмущения;
Rк(P) - передаточная функция компенсатора;
Wоб(P) - передаточная функция объекта.
R(P) - передаточная функция регулятора.
Произведя преобразование, получаем:
(24)
Обозначим:
Тогда с учетом запаздываний в объекте по каналам возмущения и управления получим:
(25)
Проверяем выражение (25) на физическую реализуемость компенсатора.
Компенсатор физически реализуем, если:
1)tк³ 0, что возможно при tв³tоб
2) mк £ nк, т.е. если порядок полинома числителя Rк(p) меньше или равен порядку полинома знаменателя.
Для комбинированной АСР с компенсатором, подключенным на вход объекта имеем: