Статическое и астатическое регулирование

Содержание

Рекомендуемые файлы

Техническое задание
Инженерия требований и спецификация программного обеспечения
FREE

Маран Программная инженерия
Программаня инженерия
FREE

Рабочая тетрадь полностью готовая
Начертательная геометрия
FREE

Рабочая тетрадь по начерту до 18 стр(2019)
Начертательная геометрия

решенные задачи из билетов рк номер 1 по термеху
Теоретическая механика
FREE

Сборник задач по математике для ВТУЗОВ под редакцией А.В.Ефимова и Б.П.Демидовича (3-е издание)
Аналитическая геометрия

расход на собственные нужды энергосистемы и т.п. (суммарная нагрузка

потребителей, энергопотребление) при номинальной частоте.

Равенство суммарной мощности генераторов и потребителей является необходимым условием существования установившегося режима в энергосистеме. Если система работает с любой, в том числе и неноминальной частотой f, и частота эта неизменна, значит, в системе условие баланса выполняется при этой частоте:

(36)

где: и — то же, что и в (35), но при частоте f, отличной от номинальной.

Как будет показано ниже, и нагрузка генераторов, и нагрузка потребителей изменяются при изменении частоты. Характер этой зависимости таков, что при небольших нарушениях баланса (35), вызванных изменением нагрузки генераторов или потребителей, соответствие между выработкой и потреблением электроэнергии (36) восстанавливается автоматически при новой частоте. Это свойство саморегулирования энергосистемы обеспечивает устойчивость её работы. При сильных нарушениях баланса возможно нарушение саморегулирования, что может привести к возникновению аварийной ситуации в энергосистеме.

Частота в энергосистеме является показателем состояния баланса мощности; задача поддержания баланса сводится к поддержанию номинальной частоты.

Регулирование режима энергосистемы по частоте сводится к постоянному поддержанию баланса мощности путем ручного или автоматического (а чаще и того, и другого одновременно) изменения нагрузки генераторов электростанций таким образом, чтобы частота все время оставалась близкой к номинальной. Стандартом на качество электроэнергии предусмотрено поддержание частоты в энергосистеме в пределах 50±0,1 Гц.

Причиной отклонения частоты от номинального значения является нарушение общего баланса мощности энергосистемы . Величину этого нарушения назовем первичным небалансом мощности DР:

(37)

Нормально DР = 0, и формула (37) превращается в (35). Небаланс положителен при избытке мощности генераторов () и отрицателен при дефиците мощности генераторов ().

При возникновении небаланса (DР ¹ 0) частота изменяется таким образом, чтобы при новом её значении восстановилось равенство между суммарными нагрузками генераторов и потребителей. Новые значения мощности генераторов и потребителей можно выразить следующим образом:

(38)

(39)

Из (36) с учетом (37)–(39) следует взаимосвязь между небалансом мощности при номинальной частоте DР и изменениями мощности генераторов DР_Г,_f и потребителей DР_П,_f в результате последовавшего за возникновением небаланса изменения частоты:

DР = – (DР_Г,_f – DР_П,_f) (40)

Реакцию генераторов и потребителей энергосистемы на изменение частоты, появляющуюся вслед за возникновением первичного небаланса DР, будем называть вторичным небалансом энергосистемы по частоте DР_f:

DР_f = (DР_Г,_f – DР_П,_f) (41)

Как следует из (40) и (41), вторичный небаланс энергосистемы равен по величине первичному небалансу и противоположен ему по знаку; его появление компенсирует первичный небаланс и восстанавливает при новой частоте нарушенное равновесие:

DР + DР_f = 0.

Рекомендуемые файлы

FREE

Все лекции
Автоматизация кузнечно-штамповочного производства (АКШП) (МТ-6)

Домашнее задание №1 (вариант №6)
Электропривод, управление и автоматизация прокатного оборудования
FREE

Теория к лабораторной работе
Практикум — Автоматизация инженерной деятельности (МТ6)
FREE

Методичка для лабораторной работы № 05 по автоматизации
Автоматизация
FREE

Лекции по индетификации и диагностике систем
Автоматизация

Отчет по учебной практике (Вариант 3) — ГОСТ 2.101-68
Автоматизация инженерной деятельности

А(p) = am pm + am-1p+… +ao,

B(p) = bnpn +bn-1 p+…+ b, .

Будем полагать, что в данном случае в качестве входа x(t) может выступать как задающее, так и возмущающее воздействие, а под системой управления подразумевается как разомкнутая система, так и замкнутая. Для статической системы, т.е. системы, у которой b, значение передаточной функции в точке p = 0 определяется как : W(0) =ab= k, где k – статический коэффициент системы, и при постоянном входном воздействии х(t) = const имеет место . Отметим, что для статической системы характеристическое уравнение B(p)= не имеет нулевых корней. Включение статического (пропорционального) регулятора в схему управления уменьшает статизм замкнутой системы в 1/(k+1) раз, где k – коэффициент усиления разомкнутой системы, при этом увеличивается астатизм, то есть возрастает точность выполнения командного (задающего) сигнала.

Теперь рассмотрим астатическую систему, полагая

b0 = b1 = …= bk-1= 0, bk 0.

Ее характеристическое уравнение может быть приведено к виду

где

Такой полином имеет k нулевых корней. Число k назвается порядком астатизма. Для астатической системы можно записать

где

Характерным признаком астатизма служит наличие в структурной схеме k интегрирующих звеньев:

Порядок астатизма системы по управляющему воздействию равен числу интегрииующих звеньев, входящих в контур. Порядок астатизма замкнутой системы по отношению к рассматриваемому воздействию равен числу интегрирующих звеньев, включенных в цепь обратной связи между точками приложения этого воздействия (входом) и измерения ошибки (выходом) и не зависит от числа интегрирующих звеньев, включенных в цепь прямого преобразования сигнала между этими точками. Так как для астатической системы значение W(0) не определено, то можно ввести в рассмотрение показатель

называемый добротностью системы по соответствующей производной выходной переменной (по скорости, ускорению и т.д.). Отметим, что астатизм системы управления может быть обусловлен свойствами объекта управления или наличием в составе системы ПИ и ПИД – регуляторов. Реализация замкнутых систем с высоким порядком астатизма достаточно затруднительна, поскольку система автоматического регулирования, содержащая всего два интегрирующих звена, является структурно неустойчивой и не может быть реализована без специальных корректирующих устройств

Важно знать, что чем выше порядок астатизма системы, тем выше точность в установившемся режиме и меньше запас устойчивости. Введение пропорциональной составляющей в закон управления по отклонению влияет и на точность и на устойчивость

«Лекция 9» — тут тоже много полезного для Вас.

В завершение раздела отметим следующие простые, но важные положения.

1. При любых последовательных и параллельных соединениях устойчивых систем всегда будет получаться устойчивая система.

2. Если среди соединяемых последовательно или параллельно систем имеется хотя бы одна неустойчивая, то и вся система, полученная в результате соединения, будет неустойчивой.

3. Исследование устойчивости любой линейной системы, полученной путем последовательного и параллельного соединения любого количества элементарных систем, может сводиться к исследованию устойчивости отдельных элементарных систем, входящих в ее состав.

4. Зная полюсы передаточных функций элементарных звеньев, легко определить какие полюсы в правой полуплоскости будет иметь передаточная функция системы, полученная путем последовательных и параллельных соединений этих звеньев, в случае, если она неустойчива.

Различие статических и астатических САР по отношению к задающим и возмущающим воздействиям

А различия есть. В статических САР, при различных значениях возмущающих величин, будет различное значение регулируемых величин. В астатических САР значение такой ошибки всегда будет постоянной и абсолютно не зависящей от значения возмущающего сигнала.

По отношению к управляющему же воздействию в статических системах присутствует постоянная ошибка, величина которой будет зависеть от величины управляющего сигнала. В астатических САР по окончанию переходного процесса ошибка будет равна нулю.

Ниже показаны переходные процессы в статических и астатических САР по отношению к управляющему g(t) воздействию:

ε(t) – ошибка регулирования, х(t) – выходная величина системы : 1- САР статическая; 2 –САР астатическая.

Возмущающему f(t) воздействию:

1 — САР статическая; 2 – САР астатическая.

Пример работы этих систем вы можете посмотреть ниже:

Астатическое регулирование

График работы статического регулятора.| Астатический лятор.

Астатическое регулирование характеризуется тем, что заданному значению регулируемого параметра могут соответствовать различные положения регулирующегоэлемента. При этом отклонение регулируемого параметра стремится к нулю вне зависимости от воздействия.

Статическая характеристика регулятора.

Астатическое регулирование обладает той особенностью, что при отклонении параметра от заданного значения, регулирующий орган перемещается с постоянной или переменной скоростью, приводя при этом регулируемый параметр к заданному значению. Астатические регуляторы подразделяются на два типа: И ( интегральный) — регулятор, обладающий регулирующим органом, который движется постоянно в одном или другом направлении в зависимости от изменения параметра, причем скорость его перемещения пропорциональна величине отклонения параметра от заданного значения; ПИ ( пропорционально-интегральный) — регулятор или изодромный регулятор характеризуется тем, что поддержание параметра на заданном уровне также происходит без остаточного отклонения, но этот вид регулирования совмещает в себе особенности пропорционального и астатического регулирования.

Астатическое регулирование характеризуется тем, что при различных по величине возмущающих воздействиях отклонение регулируемого параметра по окончании переходного процесса становится равным нулю, если рассматривать эти вопросы чисто теоретически.

Электрическая схема изодромного регулятора.

Астатическое регулирование выполняет тепловой мост с нагревателями.

Астатическое регулирование получается путем отключения обратной связи ( рис. 22 — 7, / /); верхний движок реостата R33 непосредственно соединяется со входом усилителя.

Астатическим регулированием называется такое регулирование, при котором при различных по величине значениях внешнего возмущающего воздействия ( нагрузки) на объект по окончании переходного процесса восстанавливается значение регулируемой величины.

Астатическим регулированием называют такое регулирование, при котором в установившемся режиме при постоянной нагрузке поддерживается постоянное значение регулируемой величины, равное заданному значению, независимо от величины нагрузки. Установившаяся ошибка при астатическом регулировании теоретически равна нулю; практически вследствие неточности регулятора она возможна, но не будет зависеть от нагрузки.

Рассмотрим астатическое регулирование на примере той же холодильной установки с тремя компрессорами ( см. рис. 116, а), управляемой теми же реле температуры, но с измененной настройкой.

График работы астати-ческого регулятора.| Изодромный регулятор.

Процесс астатического регулирования показан на рис. 21.8. Отклонение регулируемого параметра в данном случае по истечении времени стремится к нулевому значению.

Структурная схема трехконтурной системы подчиненного регулирования.| Структурная схема контура с одним интегральным звеном.

Для астатического регулирования в рассматриваемом контуре должно быть хотя бы одно интегральное звено, которое может принадлежать объекту или контурному регулятору.

Статическое регулирование

Функциональная схема статической системы регулирования перетока мощности.

Статическое регулирование является более гибким и применяется при совместном регулировании в ОЭЭС частоты и мощности.

Статическим регулированием называется такое регулирование, при котором регулируемая величина ( уровень) при различных внешних воздействиях ( расход) на регулируемый объект по окончании переходного процесса принимает различные значения, зависящие от величины воздействия; при этом величина отклонения регулируемой величины от среднего ( заданного) значения не должна выходить за пределы зоны регулирования.

Различают астатическое и статическое регулирование частоты.

Закон статического регулирования имеет место при A-npconst. Закон астатического регулирования частоты ( Af — 0) реализуется изменением Рг пр путем внешнего воздействия на МИЧВ от АСРЧнМ, осуществляющей вторичное регулирование.

График работы статического регулятора.| Астатический лятор.

Процесс статического регулирования показан на рис. 21.6, а, б, где при скачкообразном изменении входной величины Q показано изменение регулируемого параметра а во времени. Из рисунка видно, что по истечении времени tp наступает новое установившееся значение регулируемого параметра. Отсюда следует, что статические регуляторы целесообразно применять при незначительных колебаниях нагрузок.

Принцип статического регулирования объясняется на примере регулирования уровня на рис. 12.5. В этой схеме поплавок жестко связан с регулирующим органом. Если расход воды Q2 постоянен, то уровень не меняется, положение клапана и приток Qt также остаются неизменными. Система находится в равновесии.

Характеристика статического регулирования.

Характеристикой статического регулирования ( рис. 86) называется зависимость регулируемого параметра от нагрузки при различных установившихся режимах.

Принцип статического регулирования объясняется на примере регулирования уровня ( см. рис. XIII. В этой схеме поплавок жестко связан с регулирующим органом. Если расход воды Q2 постоянен, то уровень не меняется; положение клапана и приток Q.

Принцип статического регулирования объясняется на примере регулирования уровня на рис. 12.5. В этой схеме поплавок жестко связан с регулирующим органом.

Статические характеристики.

При статическом регулировании в равновесном состоянии возможно некоторое отклонение регулируемой величины от постоянного значения. Здесь видно, что каждой нагрузке соответствует свое значение регулируемой величины. Изменение регулируемой величины — уровня воды-вызывает пропорциональное по величине перемещение регулирующего органа в направлении восстановления равновесия системы регулирования. Новое состояние равновесия ( а следовательно, и новое положение регулирующего органа, соответствующее новой нагрузке объекта) может быть достигнуто только при новом значении регулируемой величины. Отклонение регулируемой величины ( в статике) от требуемого значения называют статической ошибкой регулирования или степенью ( коэффициентом) неравномерности регулирования.

При статическом регулировании важно знать степень неравномерности регулировочной характеристики в пределах зоны регулирования, ибо каждый технологический процесс требует для нормального режима работы соблюдения допустимого верхнего значения статической ошибки регулируемого параметра.