Методические указания и задания для домашней контрольной работы для учащихся заочного отделения специальность: 2-360531 «Машины и оборудование лесного хозяйства и лесной промышленности» (стр. 4 из 8)
Раздел II.СИСТЕМЫ АВТОМАТИКИ (10 часов).
Тема 2.1. Системы автоматического регулирования (4 часа).
Основные понятия и определения. Объекты регулирования и автоматическое регулирующее устройство. Блок-схема систем автоматического регулирования. Ошибки регулирования. Принципы регулирования и классификация систем регулирования. Системы автоматической стабилизации. Программное регулирование. Самонастраивающиеся и экстремальные системы. Применение микропроцессоров в системах автоматического регулирования. Основные характеристики АСР. Применение регуляторов в технологических процессах.
Методические указания.
Изучение этой темы позволит учащемуся понять основные принципы построения систем автоматического регулирования, узнать основные типы автоматических регуляторов – важнейшей составной части любой АСР.
Системы автоматического регулирования находят все более широкое применение в станках и агрегатах лесозаготовительного и деревообрабатывающего производства: регулирования скорости надвигания пильного аппарата и в раскряжевочных агрегатах, регулирование подачи в шпалорезных станках и лесопильных рамах. Применяются автоматические регулирования (АСР) в сучкорезных машинах, гидроманипуляторах и во многих других машинах и станках лесопромышленного производства.
Ранее были введены основные понятия и определения, касающиеся АСР, была приведена классификация АСР (см тему 1.1). Важнейшей составной частью любой АСР является автоматический регулятор, с помощью которого и осуществляется заданное управление тем или иным процессом.
Автоматические регуляторы по роду действия могут быть прерывного и непрерывного действия, по способу действия – прямого и непрямого действия, а по признаку регулирующей величины – регуляторы температуры, скорости, давления, уровня и т.п.
Автоматические регуляторы прерывного действия – это регуляторы с прерывателями в цепи измерения, управления или в цепи привода, у которых при непрерывном изменении входной величины регулирующий орган перемещается скачкообразно (прерывно).
Регуляторы непрерывного действия – это регуляторы, все элементы которых оказывают непрерывно регулирующие воздействие при наличии отклонения регулируемой величины от заданного значения.
Автоматическим регулятором прямого действия называется регулятор, осуществляющий перестановку регулирующего органа за счёт энергии, передаваемой от объекта регулирования чувствительному элементу при отклонении регулируемой величины от заданного значения.
Автоматическим регулятором непрямого действия называется регулятор, осуществляющий перестановку регулирующего органа за счет энергии постороннего источника энергии.
В общем случаи любой автоматический регулятор состоит из чувствительного элемента, с помощью которого осуществляется измерения текущего значения регулируемого параметра, элемента сравнения, имеющего два или более входов. На один из входов этого элемента поступает информация о текущем значении регулируемого параметра, получаемая с помощью чувствительного элемента, на другой вход подается сигнал на задания.
В элементе сравнения происходит сравнение этих величин, в результате чего на выходе элемента сравнения будет иметь место сигнал равный разницей между заданием и текущим значением регулируемого параметра.
Сигнал с выхода элемента сравнения подается на промежуточный элемент автоматического регулятора, чаще всего этим элементом является усилитель. Усиленный сигнал поступает на вход
исполнительного элемента, который осуществляет управляющее воздействие на регулируемый параметр или процесс.
Автоматические регуляторы классифицируются по цели регулирования: стабилизирующие, программные, следящие и оптимизирующие. Они различаются конструкцией задающего устройства.
Стабилизирующие регуляторы имеют настройку на постоянную заданную величину. Перенастройку на другой режим производят в ручную.
В программных регуляторах настройка меняется по заданной программе. Изменить настройку можно при помощи электропривода с кулачковым механизмом, воздействующим на задающее устройства.
В следящих регуляторах настройка изменяется произвольна по неизвестному заранее закону.
Оптимизирующие регуляторы имеют микропроцессорное устройство, которое в зависимости от изменения характеристик объекта регулирования вычисляет оптимальное значение регулируемого параметра, обеспечивающее наиболее экономичную работу всей установки, и затем автоматически изменяет настройку на это оптимальное значение.
Регуляторы наиболее полно характеризуются статической и динамической характеристиками.
Статической характеристикой называется зависимость выходной величины от входной при установившемся режиме работы.
Динамическая характеристика определяет закон изменения во времени выходной величины при скачкообразном изменении входной величины.
Литература
Л2 гл. 8, стр. 113 – 119.
Л1 гл.6, стр. 101 – 128.
Вопросы для самоконтроля
1.Что называется автоматическим регулятором?
2.Какие функции в АСР выполняют регуляторы?
3.Когда применяются регуляторы прямого действия?
4.Каковы принципиальные различия между регуляторами прямого и непрямого действия?
Тема 3 Следящие системы (3 часа)
Общие характеристики следящих систем и их параметры. Следящие системы на потенциометрах и на сельсинах. Гидравлические следящие системы.
Домашняя контрольная работа №1
Методические указания
Особое место в автоматике занимают следящие системы. Применяются эти системы в тех случаях, когда закон изменения регулируемой величины заранее не известен и носит случайный, вероятностный характер, например, если рассматривать автоматические системы управления сортировкой брёвен, то порядок появления на сортировочном транспорте сортируемых брёвен носит случайный характер.
Элементами многих следящих систем являются сельсины, специальные электрические машины, осуществляющие дистанционную передачу угла поворота командного вала.
Сельсинная дистанционная передача состоит из трёх основных составляющих: сельсина-датчика, воспринимающего угол поворота командного вала, и проводной линии связи. Конструкции сельсина-датчика и сельсина-приемника аналогичны. Сельсины бывают контактные и бесконтактные. Конструктивно контактные сельсины представляют собой электрическую машину, имеющую поворачивающийся ротор и статор. Статор имеют одну пару явновыраженных полюсов, на которых размещается однофазная обмотка возбуждения. Ротор имеет неявновыраженные полюса, в пазах которых размещена распределённая трехлучевая обмотка возбуждения, причем магнитные оси трехлучевой обмотки геометрически расположены под 1200. Трехлучевая обмотка носит название и обмотки синхронизации. Обмотки лучевой соединены в «звезду». Концы обмоток выведены на контактные кольца и с помощью щеточного аппарата
могут подключаться к схеме.
Схема включения сельсинов приведена на рисунке 3.1
На рис. 3.1 показана наиболее применяемая индикаторная схема включения сельсинов.
На обмотки возбуждения BG и BE подается переменное однофазное напряжение Uв. Ток, протекающий по обмоткам возбуждения BG и BE, вызовет появление пульсирующего магнитного потока, который вызовет появление переменных ЭДС в лучах обмоток синхронизации Е1д, Е2д, Е3д и Е1п, Е2п, Е3п.
Эти ЭДС будут включены «встречно» и в том случае, когда угол рассогласования θ =α-β равен 0, величина Е1д будет равна Е1п, Е2д= Е2п, Е3д= Е3п, т.е. потенциалы точек Р1 сельсина-датчика и Р1 сельсина-приемника будут равны ( аналогично в точках Р2 и Р3 ). Следовательно, в рассматриваемых электрических цепях токи I1,I2 и I3 протекать не будут. Сельсины будут находиться в согласованном состоянии, т.е. в состоянии покоя.
В формуле θ =α-β, α – угол между магнитными осями обмотки возбуждения и обмотки синхронизации сельсина-датчика; β – угол между магнитными осями обмотки возбуждения и обмотки синхронизации сельсина-приемника.
В случае, когда α≠β .т.е. θ≠0 в цепях появляются уравнительные токи I1,I2 и I3, которые, протекая по обмоткам синхронизации сельсинов, вызовут появление магнитного потока ротора. Взаимодействие потока статора, создаваемого током обмоток возбуждения, с потоками роторов вызовет появление момента, который будет стремиться привести сельсины в согласованное состояние. Так как ротор сельсина-датчика жестко связан с командным валом и повернуться не сможет, то вращаться будет ротор сельсина-приемника. Ротор сельсина-приемника будет
поворачиваться до тех пор, пока не исчезнет момент, т.е. токи I1,I2 и I3 не станут равны 0. Таким образом ротор сельсина-приемника повернется на угол, равный разности углов α и β, т.е. угол θ.
Литература
Л2, стр. 119-120
Тема 3.1. Автоматизация процесса выгрузки и разделения хлыстов. (4 часа )
Принцип действия и устройство пачковых разгружателей. Схемы управления разгружателями. Разборщики пачек и их схемы управления. Гидроманипуляторы для поштучной подачи и разборки хлыстов. Схемы управления манипулятором.
Методические указания