Present tsa 10

ТЕХНИЧЕСКИСРЕДСТВА ЗА

АВТОМАТИЗАЦИЯЕмил НИКОЛОВ

2010/2011

Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a

У Ч Е Б Е Н П Л А Н за БАКАЛАВЪР

по “АВТОМАТИКА, ИНФОРМАЦИОННА И УПРАВЛЯВАЩА ТЕХНИКА”

Професионално направление: Електротехника, електроника и автоматика Образователно-квалификационна степен: Бакалавър Професионална квалификация: Инженер по автоматика Срок на обучение: четири години Форма на обучение: редовна

Приет от ФС на ФА на 10.12.2002 г. с Протокол № 4 Утвърден от АС на ТУ – София на 18.12. 2002 г. с Протокол № 14

Седмичен хорариум Контрол № ДИСЦИПЛИНА

Л СУ ЛУ аудит. общо

само подг. общо И ТО КП КР

код на дисцип-лините

кре-дити по

естк

СЕМЕСТЪР V

31 Теория на управлението II 2,0 0,0 2,0 4,0 6,0 10,0 х х BAICE31 6

32 Технически средства за автоматизация 2,0 0,0 2,0 4,0 6,0 10,0 х х BAICE32 6

33 Микропроцесорна техника 2,0 0,0 2,0 4,0 6,0 10,0 х BAICE33 6

34 Измерване на неелектрични величини 2,0 0,0 1,5 3,5 5,5 9,0 х BAICE34 5

35 Индустриален мениджмънт 2,0 1,0 0,0 3,0 3,0 6,0 х BAICE35 4

36 Инженерна лабораторна практика 1,0 0,0 1,5 2,5 2,5 5,0 х BAICE36 3 Общо 11,0 1,0 9,0 21,0 29,0 50,0 4 2 1 1 30


учебен план по дисциплината технически средства за автоматизация

ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ – СОФИЯ

Ф А К У Л Т Е Т А В Т О М А Т И К А

УТВЪРЖДАВАМ:

Декан : ....................................

( доц. д-р инж. Д. Димитров )

УЧЕБНА ПРОГРАМА по дисциплината: ТЕХНИЧЕСКИ СРЕДСТВА ЗА АВТОМАТИЗАЦИЯ Код от учебния план съгласно ЕСТК: BAICE32 Брой кредити: 6 /шест/ Образователно-квалификационна степен: БАКАЛАВЪР Професионална квалификация: Инженер по автоматика Специалност: Автоматика, информационна и управляваща техника Професионално направление: 5.2. Електротехника, електроника и автоматика Катедра: Автоматизация на непрекъснатите производства Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a

учебна програма по дисциплината технически средства за автоматизация

1. ЦЕЛ НА ОБУЧЕНИЕТО ПО УЧЕБНАТА ДИСЦИПЛИНА. Целта на учебната дисциплина Целта на курса "Технически средства за автоматизация" (ТСА) е да създаде и развие у студентите от специалност "АВТОМАТИКА, ИНФОРМАЦИ-ОННА И УПРАВЛЯВАЩА ТЕХНИКА" познания и умения в областта на унифицираните системи от средства за автоматизация в производствената и в извън производствената сфери, както и да ги запознае с методите за изследване, проектиране, избор и конфигурация, и с тех-ника на приложение на ТСА. Задачите на курса са да: - покаже съществуването на физически аналози между аналоговата и дискретната електро-ника, пневматика и хидравлика; общото в схемотехниката както и в основните похвати при изграждането на динамични и функционални елементи и възли на ТСА с различни техники; - допълни теоретичната основа, системните връзки и потребителските умения в подготовката на студентите в областта на специализираната аналогова и микропроцесорна техника, пневматичните, струйните и хидравличните средства и системи; цифровите регулатори и програмируемите контролери; компютърни средства за автоматизация; - квалифицира системно студентите в изследването, проектирането, избора, оценката, анали-за, внедряването и експлоатацията на техническите средства и системи. Курсът по дисциплината ТСА се чете пред редовни и задочни студенти на ФА и пред студентите от Интегрирания Колеж към Технически Университет София Входни връзки на дисциплината: Физика; Теоретична електротехника; Сигнали и системи; Електронни полупроводникови елементи; Импулсни и цифрови устройства; Електрически измервания; Електромеханични устройства; Теория на автоматичното управление. Изходни връзки (за ОС): Автоматизация на технологични процеси; Управление на електро-механични системи; Теория на автоматичното управление; Идентификация на системи.

2. УЧЕБНО СЪДЪРЖАНИЕ

2.1 Извадка от учебния план за учебната дисциплина. Хорариум, ч. №

по ред

Вид на занятията Семестърседмично Общо за

семестъра 1. Лекции V 2 30 2. Лабораторни упражнения V 1,5 22,5 3. Семинарни упражнения - - 4. Курсов проект V 2 - 5. Курсова работа - - - 6. Самоподготовка V 3.5 82.5 Всичко 9 270

Кредити V 6

2.2 Входно-изходни връзки: 2.2.1 Необходими предварителни знания по: Математика, Физика; Теоретична елек-

тротехника; Сигнали и системи; Електрически измервания; Електромеханични устройства; Теория на автоматичното управление, Идентификация на системи.

2.2.2 Учебни курсове, ползващи дисциплината: Автоматизация на технологични процеси; Управление на електромеханични системи; Теория на автоматичното управление; Идентификация на системи, Приложни методи за управление на технологични процеси, Адаптивно управление на процеси, Системно проектиране.

2.3 Лекции Унифицираните системи технически средства за автоматизация (ТСА): (1 ч.)

структурна организация; стандартизация, унификация, агрегатираност и функ-ционално предназначение на основните групи средства; области на приложение. Характеристики на ТСА - аналитични модели (3 ч.)



анализ на статични, времеви, структурни, спектрални, механични, виброакустични,хидравлични, кавитационни и експлоатационни характеристики на ТСА. Промишлени средства за автоматизация (2 ч.)

фактори, определящи нелинейността, нееднозначността, нестационарността и инерци-онността в характеристиките на ТСА; аналитични описания; линеаризация. Алгоритми - аналитични описания; еталони (2 ч.)

непрекъснати, дискретни, цифрови; стандартни и специални алгоритми за управлениеи регулиране, абсорбери, динамични филтри, логически автомати. Принципи за изграждането на ТСА (2 ч.)

системни и структурни принципи за изграждането на ТСА и на организацията на ав-томатичните регулиращи и управляващи устройства (АРУУ) с тях; сравнителен и стойностенанализ на ТСА - технологии и методи. Количествен анализ на работоспособността на ТСА (2 ч.)

анализ на работоспособността в експлоатационни условия на ТСА и на изгражданитес тях АРУУ; методи, алгоритми; баластни звена, типизация; сравнителен анализ - методи; об-ласти на нормална работа,линейни режими,функциониране без пулсации, моделиране, коли-чествени методи за сравнителен анализ. Изпълнителни механизми (3 ч.)

електро-пневмо-хидро/механични преобразуватели и задвижвания; сведения и закониот механика на флуидите; физически аналози; характеристики; вариации на позиция и ско-рост, анализ, методи и алгоритми за избор и линеаризация. Електрически средства за автоматизация и АРУУ (3 ч.)

средства с аналогово, релейно-импулсно, позиционно, дискретно действие; структури,принципни схеми, аналитични модели, зависимости между параметри на схемата и парамет-рите на закона на функциониране, анализ на баластните звена в описанието; системи за пре-насяне на информация и за защита; стандарти; електромагнитна съвместимост, техника наизследване, настройка и проектиране; индустриално приложение. Аналогови и дискретни пневматични и хидравлични ТСА и АРУУ (3 ч.)

структури, принципни схеми, аналитични модели, зависимости между параметри насхемата и параметрите на закона на функциониране, анализ на баластните звена в описани-ето; технически средства за автоматизация с пряко действие; средства за ниско стойностна исградна автоматизация; техника на изследване, настройка, индустриално приложение и про-ектиране. Цифрови ТСА, АРУУ и програмируеми контролери, абсорбери, филтри (3 ч.)

типова архитектура; организация на входно/ изходни интерфейсни схеми и на проце-сите на дискретизация, изчисление, фиксация; зависимост от използваните изпълнителни ме-ханизми и изпълнителни устройства; акумулаторно буфериране; многоканални цифрови сис-теми; програмируеми таймери; системни приоритети; сигнализационна и след аварийна ло-гика на състоянието; абсорбери на индустриални смущения, динамични филтри; структура итехнология на създаване на програмното осигуряване; управляващи програми; програмниреализации и модификации на цифровите алгоритми и на алгоритмите за логическо, авто-матно и управление с поглъщане на смущенията; настройка; конфигуриране и параметризи-ране; експлоатационни режими; операторски интерфейс; системи за развитие, основи на тех-никата на създаването на цифрови системи. Регулиращи органи (РО) и стесняващи устройства (СУ) (3 ч.) дроселиращи, дозиращи и подпорни РО; основни хидро-газо-термодинамични и акустични процеси в РО; структурни и аналитични модели на скоростта и разхода на флуид през РО и СУ; предавателни коефициенти, експлоатационни статични и динамични характеристики, методи и алгоритми за избор на РО и на СУ; хидродинамични загуби в РО, моделиране и анализ; режими на функциониране на РО с постоянен предавателен коефициент и постоянни хидродинамични загуби;модели и анализ на шума в РО, антишумови и антикавитаци



онни РО; инструментални и конфигурационни методи за противодействие на шума вРО; интелигентни регулиращи органи, структура, принципи и алгоритми,приложения Средства за автоматизация в извън производствената сфера (3 ч.)

унифицирани системи от компютърни средства; области на приложение, принципи,структури, интерфейси, компютърни мрежи, стандарти.

2.4. Лабораторни упражнения Лабораторните упражнения по дисциплината са свързани с изследването на експериментално получаванитестатични, динамични и експлоатационни характеристики както и с методите за настройка и градуировка на:

Преобразуватели - пневмо-електрически, електро-пневматични, електро-хидравлични,механо-пневматични и механо-хидравлични вторични преобразуватели; норми-ращи преобразуватели (0,5 ч.)

Електродвигателни и електромагнитни изпълнителни механизми и изпълнителни ус-тройства. (2 ч.)

Пневматични, електропневматични, хидравлични и електрохидравлични изпълнител-ни механизми и устройства, позиционери (2 ч.)

Аналогови и дискретни електрически средства и регулатори (2 ч.) Аналогови и дискретни пневматични, електропневматични средства и автоматични

управляващи устройства (2 ч.) Хидравлични, електрохидравлични средства за автоматизация и автоматични регула-

тори (2 ч.) Средства в системите за ниско стойностна автоматизация и средства за автоматизация

с пряко действие (2 ч.) Цифрови средства за автоматизация, програмируеми регулатори и индустриални кон-

тролери (2 ч.) Регулиращи органи, интелигентни регулиращи органи и изпълнителни устройства;

стесняващи устройства (2 ч.) Област на нормална работа и област на линейни режими на аналогови и импулсни

средства за автоматизация (2 ч.) Средства за автоматизация в извън производствената сфера - Bar-Code-, Point of Sales,

Teller- и Carte-Code- автомати (2 ч.) Системи за автоматизирано проектиране, конфигурация, избор и настройка на техни-

чески средства и управляващи устройства (2 ч.)

2.5 Курсов проект:

Курсовият проект поставя за индивидуално решаване група от конкретни задачи, обхващащиосновните направления от курса лекции по дисциплината, преди всичко с приложна насоче-ност и доразвиващи познанията и уменията на студентите в актуалните области на авто-матизираните проектиране, моделиране, симулация и сравнителен анализ на ТСА. Задачитеса подбрани така, че: - системно да осъществят и затвърдят асоциативните връзки в познанията на студентите потази и с други дисциплини; - чрез използването на моделиращи и симулиращи пакети програми всеки студент да имавъзможността сравнително да анализира множество от възможни варианти на решениетои/или да анализира пълната гама от характеристики на проектираните ТСА; - всеки студент индивидуално да премине по целия път от теоретическото до практическоторешаване на конкретни задачи (проектиране и изследване на средства за вторично преоб-разуване, функционални и динамични филтри, за реализация на управляващи алгоритми, за-щита или цялостни управляващи структури) и едновременно с това да изгради в себе си на-чални умения в използване на средства и системи за автоматизация на инженерния труд.



3. ПРЕПОДАВАНЕ И УЧЕНЕ 3.1 Лекционно обучение. Лекциите се провеждат с помощта на LCD-прожектор и

шрайбпроектор, чрез които на екран се проектират структурата на лекцията, някои определе-ния и най-съществени знания, величини, чертежи, зависимости, графики и формули. Студен-тите предварително са получили достъп до тези материали от учебника по дисциплината илиот уеб-сайта на адрес http://anp.tu-sofia.bg/nicoloff/index.html и при желание могат да ги носятна лекции, за да ги допълват от обясненията на преподавателя.

3.2 Лабораторните упражнения. Цялата лабораторна група изпълнява една тема подръководството на асистента. Студентите предварително изучават теоретичната част и самос-тоятелно се подготвят за входящ тест като използват специализираното ръководство за ла-бораторни упражнения по дисциплината. Всяко лабораторно упражнение завършва с прото-кол за извършената работа. Заверка за лабораторните упражнения се получава само ако сту-дентът е присъствал на всичките упражнения и е представил протоколи за извършената ра-бота.

3.3 Специфични особености на разписанието на занятията: Лекциите задължи-телно предшестват упражненията.

3.4 Форми на сътрудничество между студентите и преподавателския екип отхабилитирани и доктори по дисциплината. Възможностите са: консултации в приемнитечасове на преподавателите, електронна поща и използване на уеб-сайта по дисциплината наhttp://anp.tu-sofia.bg/nicoloff/index.html, съвместна работа с преподавателския екип по научнии професионални задачи.

4. РЕСУРСИ ПО ДИСЦИПЛИНАТА 4.1 Академични ресурси Преподавателите по дисциплината следва да имат научна специалност от направление

02.21.08. Автоматизация на производството. Титуляр на учебната дисциплина е проф. дтнЕмил Костов Николов с научна специалност 02.21.08. «Автоматизация на производството».За контакти: тел. 965-2648; [email protected]. Асистенти по дисциплината са гл. ас. д-р Ни-на Георгиева Николова и гл. ас. маг. инж. Момчил Борисов Рабаджийски - и двамата с на-учна специалност 02.21.08- «Автоматизация на производството».

За контакти: тел. 965-2942; [email protected] и [email protected]

4.2 Информационни ресурси: Основна литература

1. Костов К. Г., Е. К. Николов, Технически средства за автоматизация, С., ВМЕИ, 1988 2. Костов К. Г., А. М. Тодоров, Е. К. Николов, С. Т.Йорданова, Ръководство за лабораторни

упражнение по ТСА, С., ДИ Техника, 1985 3. Andre Simon, Automates programmables industriels; automatisme numeriques aux digitaux;

programation/structuree, Paris, Eyrolle, 1991 4. Michael J. Jacob, Industrial control electronics-application and design, Purdue University,

Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1993 5. Николов Е. К., Технически средства за автоматизация - II част (управляващи алгоритми,

интелигентни изпълнителни устройства и антишумови регулиращи органи) , София 2003, 2005 Изд. на Технически Университет София, 2006, ISBN 954-438-336-6, 296 с.

6. Костов К, Е. Николов (2006), Ръководство за курсов проект по дисциплината"Технически средства за автоматизация", София 2006, 2005 Изд. на ТехническиУниверситет София, 2006, ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4, 72 стр.



Допълнителна литература 1. Astrom K. J., B. Wittenmark, Computer controlled systems-theory and design, Prentice-Hall,

1993, 2. Benjamin C. Kuo, Digital control systems, Holt Rinehart and Winston Inc.,1980,1989 3. De Silva C. W., Control sensor and Actuators, Englewood cliffs Prentice-Hall, 1989 4. Krisel W., H. Topfer, Function seinheiten der automatisierungs technik, Veb Verlag Technik,

Berlin, 1977 5. Rolf Isermann, Digital Control Systems, Springer-Verlag, New York, 1981, 1993

4.3 Материални ресурси:

Специализирана лаборатория в катедра АНП с реални технически средства за авто-матизация, специализирани измервателна апаратура, както и приложно програмно осигуря-ване с възможности за самостоятелно работно място за всеки студент.

5. СИСТЕМА ЗА ОЦЕНЯВАНЕ НА СТУДЕНТИТЕ 5.1 Форма и начин за оценяване Постигането на поставената цел на обучението по учебната дисциплина се контро-

лира чрез писмен изпит, провеждан в края на семестъра.

СЪСТАВИЛ: .................................... (проф. дтн Емил Николов)

Програмата е обсъдена и приета от Катедрения съвет на

катедра АВТОМАТИЗАЦИЯ НА НЕПРЕКЪСНАТИТЕ ПРОИЗВОДСТВА

(Протокол №......../08.11.2002 год.).

Ръководител катедра :........................ ( проф. дтн Емил Николов )

Учебната програма е приета от ФС на ФА (Протокол №... /25.02.2003 г) Учебната програма е оформена в съответствие с изискванията на СОПКО и е утвърдена от

ФС на ФА (Протокол №... /26.09.2006 г




методично осигуряване на дисциплината технически средства за автоматизация







ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ СОФИЯ, ФАКУЛТЕТ АВТОМАТИКА катедра "АВТОМАТИЗАЦИЯ НА НЕПРЕКЪСНАТИТЕ ПРОИЗВОДСТВА"

конспект за изпит по дисциплината

2008 / 2009 учебна година; редовно обучение

1. Функционална структура на техническите средства за автоматизация ( ТСА ). Особености на функционалния състав; основни изисквания; класификация и предназначение на основните устройства от функционалния състав;видове характеристики и аналитично описание в различни изобразяващи пространства, аналитични преходи в описанието; особености на статичните характеристики; примери. 2. Вторични преобразуватели в структурата на ТСА . Принципни схеми, принцип на действие, характеристики и изисквания към тях, аналитични методи за изчисляване и настройка на функционалния диапазон. Грешки и методиза тяхната оценка. Примери с P I , I P преобразуватели и диференциални манометри; дюза-преграда, динамика.

3. Регулиращи и управляващи блокове. Еталонни алгоритми за автоматично регулиране. Аналитично описание на характеристиките (времеви и честотни) на стандартни линейни P , I , PI , PD , PID закони за регулиране. Класификация на автоматичните регулиращи устройства. Примерни структури на регулаторите; предназначение. 4. Фактори, определящи различията между еталонните и алгоритмите, реализирани с промишлени регулатори. Механично и вискозно триене; луфтове, собствена маса, механични ограничения, стареене и вибрации; турбулизация, кавитация, суперкавитация, пулверизация и хидравличен удар; дискретизация по ниво и по време.Примери в статични, скоростни, механични, динамични и акустични характеристики. Аналитични отражения и описания на свойства на нелинейност, нееднозначност, несиметричност, нечувствителност, нестационарност -примери, анализ. 5. Промишлени автоматични регулиращи устройства. Особености на характеристиките в честотната област всравнение с еталонните алгоритми - илюстрации. Методи за аналитично и графо-аналитично определяне на динамичните параметри по данни от експеримент. Сравнителни примери с еталонните характеристики на реакциятана промишлени регулатори, реализиращи стандартни закони по различни технологии (аналогови, релейно-импулсни, позиционни, цифрови). 6. Промишлени автоматични регулиращи устройства. Особености на характеристиките във временната област в сравнение с еталонните алгоритми - илюстрации. Методи за аналитично и графо-аналитично определяне на динамичните параметри по данни от експеримент. Сравнителни примери с еталонните характеристики на реакциятана промишлени регулатори, реализиращи стандартни закони по различни технологии (аналогови, релейно-импулсни, позиционни, цифрови). 7. Обща характеристика на изпълнителните механизми ( ИМ ). Подходи към конструктивното изпълнение наИМ . Видове ИМ . Особености в статичните, скоростните и динамичните характеристики. Аналитични модели на динамиката на електрически, пневматични и хидравлични ИМ . Уравнения на баланса на силите, извод нааналитичното описание, илюстрация и анализ на характеристиките. Класификация и анализ на управляващите сиг-нали към ИМ . 8. Промишлени изпълнителни механизми и позиционери. Анализ на характеристиките на ИМ в експлоатаци-онни условия при натоварвания от страна на регулиращите органи. Вариации на движението и на скоростта - опи-сания и анализ на характеристиките. Нееднозначност, нелинейност, нестационарност и използвани методи за тяхното компенсиране, позиционери. 9. Област на нормална работа (ОНР ) на промишлените аналогови регулатори. Аналитични дефиниции и норми. Методи за определяне на ОНР . Илюстрации (аналитични) върху примери на промишлени P , PI , PD -регулатори, изградени по различни структури - анализ. 10. Системни принципи на изграждането на промишлени автоматични регулиращи устройства. Паралелни, последователни, комбинирани и структури с обратна връзка. Аналитично описание на характеристиките и на връзката между параметрите на схемата и динамичните параметри за настройка. Специфични особености на принципите на изграждане на релейно-импулсните PD - и PID -регулатори (изнесено диференциране). 11. Обратната връзка като основен принцип за корекция на динамиката на нелинейни устройства в промишле-ните регулатори. Необходими и достатъчни условия за доминиране на динамиката на обратната връзка. Промишлени регулатори с усилвател с безкраен и с ограничен коефициент. Аналитично описание и анализ набаластните звена и на ОНР за тези случаи върху примера на аналогов PD -регулатор. Извод на описанието. Илюстрация на ОНР . Основни определения за област на линейни режими ОЛР при релейно-импулсните регулатори. 12. Обратната връзка като основен принцип за корекция на динамиката на нелинейни устройства в промишле-ните регулатори. Необходими и достатъчни условия за доминиране на динамиката на обратната връзка. Промишлени регулатори с апериодичен и с интегриращ усилватели. Аналитично описание и анализ на баластните звена и на ОНР за тези случаи върху примера на аналогов PD -регулатор. Извод на описанието. Илюстрация наОНР .

ТЕХНИЧЕСКИ СРЕДСТВА ЗА АВТОМАТИЗАЦИЯ


изпитен конспект по дисциплината технически средства за автоматизация

1. Електродвигателни ЕДИМ и електромагнитни ЕМИМ изпълнителни механизми. Видове, управляващи сиг-нали, основни характеристики. Примерна принципна схема на ЕДИМ с постоянна скорост. Аналитично описание и анализ на скоростната характеристика, методи за линеаризация; анализ на експериментални резултати от импулсно управление. Видове регулиращи органи към ЕДИМ и към ЕМИМ . Сравнителен анализ на основните динамични характеристики на ЕДИМ с ХИМ и с ПИМ . 2. Електрически аналогови регулиращи блокове. Примерни принципни схеми и структури. Аналитично описание на основните характеристики. Аналитична връзка между параметрите на схемата и параметрите за настройка. Илюстрация на ОНР на P и на PI регулатори- анализ. Диапазони на изменение на динамичните параметри за настройка въз основа на характеристиката на чувствителността на системите за автоматизация. 3. Позиционни регулатори. Базова схема и схеми с обратни връзки на дву- и на трипозиционни регулатори. Области на приложение. Дву(три-)позиционни PD , PID и DPID регулатори. Обобщени принципни и структурни схеми с функционални обратни връзки. Характеристики и области на приложение. Примери. 4. Релейно-импулсни регулатори с P -закон на функциониране. Принципна и структурна схеми. Основни за-висимости на аналитичното описание и доказателство на реализирания алгоритъм. Илюстрация, аналитично описа-ние и анализ на преходните характеристики на линейно-нарастващ входен сигнал. Необходими и достатъчниусловия за постигане на автоколебателен линеен режим на работа с постоянни параметри. 5. Релейно-импулсни регулатори с P -закон на функциониране. Принципна и структурна схеми. Основни за-висимости на аналитичното описание и доказателство на реализирания алгоритъм. Илюстрация, аналитично описа-ние и анализ на преходните характеристики на на скокообразен входен сигнал. Необходими и достатъчни условия запостигане на автоколебателен линеен режим на работа с постоянни параметри. 6. Релейно-импулсни PI -регулатори. Принципна и структурна схеми. Основни зависимости на аналитичното описание и доказателство на реализирания алгоритъм. Илюстрация, аналитично описание и анализ на преходнитехарактеристики на скокообразен входен сигнал. Необходими и достатъчни условия за режим на линейна работа спостоянни параметри. Релейно-импулсни PID -регулатори. Принципна и структурна схеми с изнесенодиференциране. 7. Релейно-импулсни PI -регулатори. Принципна и структурна схеми. Основни зависимости на аналитичното описание и доказателство на реализирания алгоритъм. Илюстрация, аналитично описание и анализ на преходнитехарактеристики на линейно-нарастващ входен сигнал. Необходими и достатъчни условия за режим на линейна работа с постоянни параметри. Релейно-импулсни PID -регулатори. Принципна и структурна схеми с изнесенодиференциране. 8. Елементи и схеми на едно- и многоканални модули за въвеждане на информация и за извеждане на управ-ляващия сигнал в ЦРУ ; връзка с видовете ИМ . Аналогови ключове и памети, примерна схема на АЦП и ЦАП -принципи на аналого-цифрово и цифро-аналогово преобразуване. Цифрово управляеми широчинно-импулсни модулатори. Аналитично описание на скоростен PID алгоритъм за регулиране. 9. Адаптивен цифров регулатор. Функционална структура и предназначение върху примера на регулатора TAYLOR micro scan TM 1300 . Аналитично описание на алгоритъма за управление и на адаптивните свойства. Анализ на възможностите за функционално (конфигурационно) програмиране. 10. Програмируеми логически контролери CPL . Архитектура на системите, изградени с цифрови устройства. Конфигурация, основни компоненти и взаимни връзки. Модулна минимална базова структура. Начини запрограмиране (стандарти) – примери. Скоростни алгоритми за управление в реално време - описание, предназначение на таймера, инициализация на входовете и изходите на системата. 11. Пневматични средства за автоматизация. Основни сведения и закони от газовата динамика. Необходими идостатъчни условия за съществуване на физически аналози на пневматичните величини с електрически величини.Пневматични постоянни, променливи и управляеми ламинарни и турбулентни дросели. Разходни характеристики, описание. Примери на използване в схемите на пневматичните регулатори. 12. Извод на основното уравнение на газовата динамика, моделиращо измененията на налягането впневматични камери, дроселен суматор, дроселен делител. Анализ на предавателната функция и динамичнитехарактеристики на основните градивни пневматични елементи. Структурно-параметрични модели. 13. Извод на основното уравнение на газовата динамика, моделиращо измененията на налягането в пневматични камери, дюза-преграда, инерционна група. Анализ на предавателната функция и динамичнитехарактеристики на основните градивни пневматични елементи. Структурно-параметрични модели. 14. Пневматични мембранни операционни усилватели. Устройство, принцип на действие. Основни схеми на включване и използване на аналоговия усилвател. Статични и динамични характеристики, структурни и принципнисхеми на повторител и усилватели с регулируем коефициент на усилване. 15. Пневматични интегратор, диференциатор, изпреварващ блок, множителни възли. Принципни схеми,структури, динамични и статични характеристики - аналитично описание. Връзка на параметрите на схемата и дина-мичните параметри за настройка. Характеристики.



1. Пневматични изпреварващ блок, множителни възли. Принципни схеми, структури, динамични и статични характеристики - аналитично описание. Връзка на параметрите на схемата и динамичните параметри за настройка. Характеристики. 2. Пневмоелектрически IP и електропневматични PI вторични преобразуватели. Принципни схеми. Принцип на действие и физически принцип на преобразуването. Особености на статичните характеристики и анализ на грешката. Динамични характеристики на PI механопневматичен преобразувател с дюза-преграда.

3. Пневматични изпълнителни механизми ( ПИМ ). Конструктивни особености и принцип на действие. Статична характеристика; вариация на движението; изменения при промяна на натоварването. Аналитично описание на динамиката (извод от уравнение на баланса на силите) и анализ на изискванията към конструктивните особености. 4. Пневматични позиционери, динамика на ПИМ с позиционер - вариация на движението; изменения при промяна на натоварването. Аналитично описание - статична и динамичната характеристики. Видове регулиращи органи към ПИМ . Сравнителен анализ на характеристиките на ПИМ с ХИМ и с ЕДИМ . 5. Пропорционални пневматични аналогови регулиращи блокове. Принципна и структурна схеми. Принцип на действие. Аналитично описание на характеристиките на регулатора и анализ на баластното звено; илюстрация и анализ на ОНР . Диапазон на изменение на стойностите на параметрите за настройка. Особености на пневматичния пропорционален регулатор като множително звено. 6. Пропорционално-интегрални пневматични аналогови регулиращи блокове. Принципна и структурна схеми. Принцип на действие. Аналитично описание на характеристиките на регулатора и анализ на баластното звено; илюстрация и анализ на ОНР . Диапазон на изменение на стойностите на параметрите за настройка. 7. Хидравлични изпълнителни механизми ХИМ . Видове и принцип на действие. Извод на аналитичния модел на динамиката на ХИМ -анализ. Особености на скоростната характеристика. Вариация на скоростта. Анализ на нелинейността и на нечувствителността като прояви на вискозно триене и на кавитация. Видове регулиращи органи към ХИМ . Сравнителен анализ на характеристиките на ХИМ с ПИМ и с ЕДИМ .

8. Регулиращи органи ( РО )-видове, предназначение, основни параметри. Структурно-параметричен модел на регулиращ орган в стационарен режим. Режими на движение на дроселирания в РО флуид - описание (ламинарен, турбулентен, кавитационен, суперкавитационен, хидравличен удар). Пропускна (теоретична) характеристика на видовете РО -аналитично описание, анализ илюстрация. Хидравлично натоварване на РО -описание. Зависимо и независимо по вход хидравлично натоварване на РО . Експлоатационни разходни характеристики на РО - линейни, равнопроцентни (логаритмични) и позиционни (отсекателни). Изисквания на ЕДИМ , ЕДИМ , ПИМ , ХИМ към вида на РО въз основа на неговата пропускна характеристика. Предавателен коефициент на видовете РО по разход- аналитично описание. Хидростатични загуби на мощност в Експлоатационни разходни характеристики на РО - аналитично описание. 9. Регулиращи органи ( РО )-видове, предназначение, основни параметри. Структурно-параметричен модел на регулиращ орган в стационарен режим. Шум в РО - произход на шума, същност на антишумовите и антикавитационно технологии на производство на РО . Хидроакустични характеристики на РО . Експлоатационни разходни характеристики на РО при наличие на шумова емисия в РО . 10. Регулиращи органи ( РО )-видове, предназначение, основни параметри. Структурно-параметричен модел на регулиращ орган в нестационарен режим. Видове динамични характеристики на Експлоатационни разходни характеристики на РО - скорост, разход, хидродинамични загуби на мощност, загуби на енергия.

16.12.2008 СЪСТАВИЛ

С О Ф И Я / проф. д.т.н. Емил НИКОЛОВ /



катедра "АВТОМАТИЗАЦИЯ НА НЕПРЕКЪСНАТИТЕ ПРОИЗВОДСТВА"2007/2008 г.

ФАКУЛТЕТ АВТОМАТИКА

ИЗПИТНИ ЗАДАЧИ И ОТГОВОРИ

ПИСМЕН ИЗПИТ ПО ДИСЦИПЛИНАТА

2007 / 2008 учебна година; редовно обучение

СТУДЕНТ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ФАКУЛТЕТЕН НОМЕР. . . . . . . . . . . . . . . . ГРУПА. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ПРАВИЛА ЗА ПРОВЕЖДАНЕ НА ПИСМЕНИЯ ИЗПИТ 1. Изпитът включва десет задачи. 2. Продължителността на изпита е два астрономични часа. 3. Окончателните отговори на задачите следва да бъдат нанесени върху настоящата типова бланка. 4. Верните според Вас отговори (измежду показаните възможни), следва да бъдат оградени в кръг с химикалка (ограждането на повече от един от указаните възможни отговор на въпрос се счита за незнание и отговорът Ви на тази задача се оценява с нула точки !). 5. Имате право да ползвате допълнително листове за чернова, които ще бъдат подписани от наблюдаващите изпита преподаватели и закрепени към настоящия свитък задачи в момента на предаването му след края на изпита. 6. Балната скала за оценка е показана в таблиците.

точки в диапазона сумарен брой точки, получени от оценката на писмения отговор в

диапазона задача №

от до

максимален брой точки

от до вкл.

съответстваща крайна оценка от

явяването на изпита

1 0 12 12

2 0 12 12 0 39 слаб 2.00

3 0 12 12

4 0 12 12 40 59 (19) среден 3.00

5 0 12 12

6 0 12 12 60 79 (19) добър 4.00

7 0 12 12

8 0 12 12 80 99 (19) много добър 5.00

9 0 12 12

10 0 12 12 100 120 (20) отличен 6.00

15.01.2008 С О Ф И Я

ТЕХНИЧЕСКИ СРЕДСТВА ЗА АВТОМАТИЗАЦИЯ


изпитни задачи по дисциплината технически средства за автоматизация

Задача 1 Задача 2 I. Дадена е следната структурна схема:

-

+

11во

22во1во 1pTpTpT

1МИ pT уk

-

+

11во

22во1во 1pTpTpT

1МИ pT уk

II. Да се определят: II.1. Видът на закона за регулиране, реализиран от регулатор с указаната структурна схема, което да се посочи със съответната предавателна функция измежду показаните по-долу.

;1pTkpppW Dp

;pTpT1kpppW D1

Ip

1pTkpppW 1Ip

II.2. Връзката между параметрите на структурната схема и време-константата(ите) в закона за регулиране, като се посочи съответ-ната(ите) измежду посочените зависимости по-долу.

;TT 1boI ;T I 2bo1boI TTT

;0T А ;TT 2boD 1bo2boD TTT

I. Дадена е следната структурна схема:

-

+МИk100k у

1вово 1pTk

-

+МИk100k у

1вово 1pTk

II. Да се определят: II.1. Видът на закона за регулиране, реализиран от регулатор с указаната структурна схема, като се посочи съответстващият еталонен закон измежду показаните по-долу.

;1pTkpppW Dp

;pTpT1kpppW D1

Ip

1pTkpppW 1Ip

II.2. Динамиката на баластното звено, което да се посочи със съответната предавателна функция измежду показаните по-долу.

;1pTpkkkpW1

OBИМ1

OBУБ

;kkk1pT1pW11

ИМOBУOBБ

;1pTkk1pW 1OBOBУБ

Задача 3 Задача 4 I. Дадени са преходни функции 21 h,h на два еднотипни регула-тора:

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50

0.5

1

1.5

2

2.5

Time (sec)

Am

plitu

de (

-)

Step Response

tth

t

th1

th2

t1t

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50

0.5

1

1.5

2

2.5

Time (sec)

Am

plitu

de (

-)

Step Response

tth

t

th1

th2

t1t

регулатор

регулатор

II. Да се определят: II.1. Видът на съответстващите на преходните функции закони за регулиране.

PI ; PD ; PID II.2. Съотношенията (с помощта на равенства, неравенства) на динамичните параметри за настройка на двата регулатора.

I. Дадени са честотните характеристики на два еднотипни регулатора:

10-3

10-2

10-1

100

101

-20

0

20

40

60

Pha

se (

deg)

Bode plot

10-3

10-2

10-1

100

101

-100

-80

-60

-40

-20

0

Pha

se (

deg)

Bode plot

20lo

g10[

G(jw

)]

(db)

10-3

10-2

10-1

100

101

-20

0

20

40

60

Pha

se (

deg)

Bode plot

10-3

10-2

10-1

100

101

-100

-80

-60

-40

-20

0

Pha

se (

deg)

Bode plot

20lo

g10[

G(jw

)]

(db)

jR1

jR 2

jR1 jR 2

II. Да се определят: II.1. Съотношенията (с помощта на равенства, неравенства) на динамичните параметри за настройка на двата регулатора.

II.2. Стойностите на коефициентите на усилване като дина-мични параметри за настройка на двата регулатора.



Задача 5 Задача 6 I. Дадена е следната структура:

0T

AkT

pausepausep

OBimpimp3

УР МИ

BO

A

A

nomS

nomS

0T

AkT

pausepausep

OBimpimp3

УР МИ

BO

A

A

A

A

nomS

nomS

nomS

nomS

II. Да се определят: II.1. Видът на закона за регулиране, реализиран от регулатор с указаната структура, като се посочи съответният закон измежду показаните по-долу.

;PIDимпулсенрелейно

;Pимпулсенрелейно

PIимпулсенрелейно

II.2. Връзката между параметрите на структурата и коефициента на пропорционалност pk в закона за регулиране, като се напи-ше зависимостта.

I. Дадена е следната структура:

WУР МИ

BO

A

A

nomS

nomS

WУР МИ

BO

A

A

A

A

A

A

nomS

nomS

nomS

nomS

nomS

nomS

II. Да се определят: II.1. Видът на звеното W , за да се постигне P закон, реа-лизиран от регулатор с указаната структура, като се посочи съответното звено измежду показаните по-долу.

BOkpW

1BOkApW

1BOnom kSApW

II.2. Връзката между параметрите на структурата и коефи-циента на пропорционалност pk в закона за регулиране, като се напише зависимостта.

Задача 7 Задача 8 I. Дадена е принципната схема на пневматичен модул:

VP1P 2P1

V

1G VG2G

VP1P 2P1

VV

1G VG2G

II. Да се определят: II.1. Функционалното предназначение на модула, като се посочи правилното измежду показаните по-долу.

рапневмокаме ; модулсумиращ ; модулинерционен

II.2. Видът на съответстващия на показания модул аналитичен модел, което да се посочи със съответното диференциално уравнение измежду показаните по-долу.

;

PPP 21

V

1V

V PP

td

Pd

R

V

1VV PPtd

Pd

R

V

I. Дадена е следната принципна схема:

0PsPyP

P

0PsPyP

P

II. Да се определят: II.1. Видът на закона за регулиране, реализиран от регулатор с указаната структурна схема, като се посочи съответният закон измежду показаните по-долу.

PI ; P ; PID

II.2. Връзката между параметрите на структурната схема и баластното звено, като се посочи съответната предавателна функция на баластното звено измежду посочените по-долу.

222

k

2

kp1kTpTT

pTk

22

2k

k2

kp1kTpTT

1pTk

22

2k

2

kp1kTpTT

1pTk



Задача 9 Задача 10 I. Дадена е експериментално заснета скоростна характеристика на устройство:

зона “1”

зона “2”

P

critP

critP

зона “2”

P

зона “1”

зона “2”

P

critP

critP

зона “2”

P P

II. Да се определят: II.1. Динамичните свойства на устройството, като се посочи (напише) съответната предавателна функция.

pP

ppW

II.2. Динамичните свойства на устройството, като да се посочи (напише) съответното диференциално уравнение.

I. Дадени са теоретичните (пропускните) и експлоатационните характеристики на класовете регулиращи органи:

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

1

2

3

me1

1ne 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

s,q

4

5s

s

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

1

2

3

me1

1ne 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

1

2

3

me1

1ne 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

s,q

4

5s

s

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 0,2 0,4 0,6 0,8 10

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

s,q

4

5s

s

II. Да се определят: II.1. Съответствието между теоретичните и експлоатационните характеристики за квадратичните регулиращи органи, като се покаже правилната комбинация измежду изброените по-долу.

4 1 2 34 4

5 1 2 35 5

4 1 2 34 44 1 2 34 4

5 1 2 35 55 1 2 35 5

II.2. Диапазонът на изменение на хидравличното натоварване, като се покаже правилният измежду изброените по-долу.

s0 ; s1 ; 1s0



име презиме фамилия фак. № гр. десет задачи с по две оценки сума оценка Боян Антоанетов АНТОВ 11205052 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 90 Много добър 5 Веселин Тенев ПАНАЙОТОВ 11205144 4 Веселин Николаев ДОЧЕВ 11206129 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 78 Добър 4 Веселина Борисова ТОДОРОВА 11205010 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 72 Добър 4 Георги Петров КЮЧУКОВ 11205023 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 66 Добър 4 Десислава Йорданова ДИМИТРОВА 11205029 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 78 Добър 4 Десислава Иванова КОЛЕВА 11205095 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 78 Добър 4 Диляна Мирославова ДОНКОВА 11205076 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 84 Много добър 5 Добриела Николаева ДИНЕКОВА 11205112 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 78 Добър 4 Екатерина Владимирова ДУНЧЕВА 11206128 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 72 Добър 4 Емануил Маринов ГЕОРГИЕВ 11205135 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 72 Добър 4 Иван Георгиев СЕРАФИМОВ 11205053 4 Мария Владимирова ИВАНОВА 11205123 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 78 Добър 4 Мария Иванова АТАНАСОВА 11205151 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 72 Добър 4 Милен Красимиров КРЪСТЕВ 11205035 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 96 Много добър 5 Мирослав Хараламбиев ПЕТКОВ 11205030 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 84 Много добър 5 Мирослав Красимиров МИХАЙЛОВ 11205045 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 108 Отличен 6 Мирослав Димитров ДИМИТРОВ 11205161 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 72 Добър 4 Михаил Драгнев ДИМИТРОВ 11205054 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 54 Среден 3 Михаил Владимиров ЦАНКОВ 11205089 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 66 Добър 4 Нели Иванова КОЛЕВА 11205094 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 66 Добър 4 Николай Радославов ХРИСТОВ 11205071 4 Павел Николаев КРАТУНКОВ 11205087 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 78 Добър 4 Радослав Балев ЯНЧЕВ 11205025 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 72 Добър 4 Светлана Лъчезарова ВЕЛКОВА 11205108 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 84 Много добър 5 Теодор Йорданов ДЯКОВ 11205140 4 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 66 Добър 4 среден Добър 3,77



ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ - СОФИЯ

ФАКУЛТЕТ АВТОМАТИКА

КАТЕДРА АВТОМАТИЗАЦИЯ НА НЕПРЕКЪСНАТИТЕ ПРОИЗВОДСТВА

КУРСОВ ПРОЕКТ по дисциплината

“ ТЕХНИЧЕСКИ СРЕДСТВА ЗА АВТОМАТИЗАЦИЯ”

ЗАДАНИЕ No . . . . . . . / 20 . . / 20 . . година

студент . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . име презиме фамилия факултетен номер. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . група. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . курс III специалност. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

специализация. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

личен подпис на проектанта. . . . . . . . . . . .

ръководител на проекта. . . . . . . . . . . . . . . / . . . . . . . . . . . . /

дата/час на предаване дата/час на защита

оценка

СОФИЯ 20 . . / 20 . .


курсов проект по дисциплината технически средства за автоматизация

I. ЗАДАЧА ИЗСЛЕДВАНЕ НА СВОЙСТВАТА НА ЛИНЕЙНИ РЕГУЛАТОРИ

Дадени са структурната схема на линеен регулатор (фиг.I.1) и параметрите на схемата, където: pW y е предавателната функция на усилвателя в правия тракт, pWOB - предавателната функция на

звеното в обратната връзка, p - входното въздействие, p - изходната величина на регулатора, p - изходният сигнал на сравняващото устройство, p - изходният сигнал на обратната връзка.

Усилвателят pW y и обратната връзка pWOB в схемата могат да бъдат:

s..,T...;k,1pTpTkpW.B

s..,T..,k,1pTkpWA.

.....T,.....k;1pTkpWIII.

.....k;kpWII.k;kpWI.

OBOB

1

OBOBOBOB

OBOB

1

OBOBOB

yy

1

yyy

yyy

yyy

-

IIIyIIyIy W,W,W

B

OB

A

OB W,W

p p p

p

pW y

pWOB

-

IIIyIIyIy W,W,W

B

OB

A

OB W,W

p p p

p

pW y

pWOB

Необходимо е:

I.1. Да се намери предавателната функция pppR на регулатора за следните случаи: IA, IB, IIA, IIB, IIIA, IIIB. Да се уточнят онези случаи, за които се получава “еталонен” регулатор и тези, при които регулаторът е реален. За реалните регулатори да се изведе аналитично предавателната функция pW БЗ на баластното звено. Да се изразят и зависимостите между параметрите на “еталонния” регулатор и параметрите на структурната схема (фиг.I.1).

I.2. Нека p1p .

I.2.a. Да се напише аналитичният израз на t за случаите IIA, IIB. I.2.b. Да се изчислят и построят преходните функции t за случаите IIA, IIB. В

обяснителната записка числените резултати да се представят в таблици, а графиките да се начертаят върху милиметрова хартия.

I.3. За случаите II A и II B : I.3.a. Да се построят върху полулогаритмична координатна система амплитудно-честотната fRlog20 и фазо-честотната fRArg Bode -характеристики. В записката числените

стойности да се представят в таблици (препоръчително е използването на образец по Табл.I.1). I.3.b. Да се построи амплитудно-фазовата характеристика RefJmj върху специална

координатна система на Nyquist -пространството (приложена към настоящото задание), числените резул-тати да се представят в таблици (препоръчително е използването на образец по Табл.I.1).

I.3.c. Да се построят върху милиметрова хартия кривите OdB,RArgRlog20 на NcholsBlack , числените резултати да се представят в таблици (препоръчително е използването на

образец по Табл.I.1).

I.4. За случя II A : I.4.a. Да се анализира областта на нормална работа за следния диапазон на изменение на

параметрите на закона и на честотата: 11

dip s20s005.0;min50Tmin05.0;min120Tmin05.0;250k005.0 . Табл.I.1

srad

Re -

Jm -

R -

RArg O;rad

Rlog20 dB

фиг.I.1

II. ЗАДАЧА ИЗСЛЕДВАНЕ НА ЦИФРОВИ АЛГОРИТМИ Дадени са: рекурентни числени методи за интегриране и диференциране, както и интерполаци-

онните зависимости (Табл.II.1), където 0T е тактът на дискретизация, а k е дискретното време 0Tk . Табл.II.1

C I t

0

1

i tdtTt 1kTT1kk 1

I0

C II t

0

1

i tdtTt 1kkT.2T1kk 1

I0

C III t

0

1

i tdtTt 1kTT.22kk 1

I0

C IV t

0

1

i tdtTt 2k1k.4k)T.3(T2kk 1

I0

C V t

0

1

i tdtTt 3k2k.31k.3kT.8T.33kk 1

I0

C VI t

0

1

i tdtTt 4k3k.42k.21k.4kTT.34kk 1

I0

D I tdtdTt D 1kkTTk 1

0D

D I tdtdTt D 3k2k.2kTT1kk 1

0D

D I tdtdTt D 2k1k.2kTT2kk 1

0D

D I tdtdTt D 3k2k1kkTT3kk 1

0D

D I tdtdTt D 5k4k1kkTT4kk 1

0D

D II tdtdTt D 3k2k.31k.3kT.6T1kk 1

0D

D II tdtdTt D 4k3k.22k.61k.2kT.6T1kk 1

0D

D II tdtdTt D

5k4k.33k.42k.41k.3kT.6T2kk 1

0D

D II tdtdTt D

6k5k.34k.33k.42k.31k.3kT.6T3kk 1

0D

D II tdtdTt D

7k6k.35k.34k3k2k.31k.3kT.6T4kk 1

0D

“ЛЕВИ” ВЪЗХОДЯЩИ -РАЗЛИКИ ( ИНТЕРПОЛАЦИЯ НАЗАД )

D I tdtd 1kkT 1

0

D II 22 tdtd 2k1k.2kT 2

0

D III 33 tdtd 3k2k.31k.3kT 3

0

D IV 44 tdtd 4k3k.42k.61k.4kT 4

0

D V 55 tdtd 5k4k.53k.102k.101k.5kT 5

0

D VI 66 tdtd

6k5k.64k.153k.202k.151k.6kT 6

0

Необходимо е: II.1. За случаите IA и IB от I -ва ЗАДАЧА: II.1.a. Да се предложат съответстващи скоростни цифрови варианти на алгоритмите IA и IB с

използване на указаните в индивидуалното задание числени методи за интегриране iC и диференци-ране iD при извода на съответстващото диференчно уравнение

mkq...1kqkqknkikqknkk m10p

m

0iip

.

II.1.b. Да се определи аналитично връзката между параметрите на уравнението m10 q.,..,q,q и динамичните параметри 0DIp T,T,T,k .

II.2. Да се моделират аналозите на IA и IB , намерени като решения на задачата II.1.a., да се симулират преходните им характеристики с s,25,0T0 и да се сравнят с резултатите от решението на задача I.2.b.



III. ЗАДАЧА

ИЗСЛЕДВАНЕ НА СВОЙСТВАТА НА РЕЛЕЙНО-ИМПУЛСНИ РЕГУЛАТОРИ

Дадени са: структурната схема (фиг.III.1) на релейно-импулсен регулатор (със симетричен трипозиционен релеен усилвател в правия тракт pWPE , обратна връзка pWOB , електродвигателен из-пълнителен механизъм pWИМ с постоянна скорост), както и параметрите на схемата (по индивидуално задание) -

1

HOMазар

OB

3

x

3

H

sИМнаходаот%20S;s,....................T;s........,..........T

...........K;v.,..........A;v,10...........;v,10..........

рз

.

-

T зар

=Tраз=

0

pW PE

pWOB

pW ИМ

p p

p

p p

РАЗЗАРОВ Т,Т,k

А,, ХН 1

НОМ sходаот%20s

-

T зар

=Tраз=

0

pW PE

pWOB

pW ИМ

p p

p

p p

РАЗЗАРОВ Т,Т,k

А,, ХН 1

НОМ sходаот%20s

Необходимо е: III.1. Да се изчислят аналитично чрез решенията на диференциалните уравнения и да се

построят преходните процеси на сигналите в съответните характерни точки t , t , t , t на структурата (фиг.III.1) при известни (по индивидуално задание) стойности на параметрите на структурата поотделно за скокообразен и за линейно нарастващ входни сигнали t

0t,v,00t,v,t47.0

t;0t,v00t,v6.0

t .

III.2. Аналитично да се докаже видът на реализирания закон, както и изпълнението на необходимите и достатъчни условия за устойчив автоколебателен режим и линейна работа с постоянни стойности на динамичните параметри на регулатора.

III.3. Да се определят аналитично и да се изчислят с използване на съответните диференци-ални уравнения:

III.3.a. Времената it и коефициентът на запълване на импулсната последователност на управляващия сигнал към ИМ ,t,t аузампулс пи .

II.3.b. Динамичните параметри за настройка на регулатора ..,T,k ip , като се сравнят техните стойности с графоаналитично определените (по построените преходни процеси в т. III.1.) параметри ..,T,k ip на закона за регулиране.

III.4. След моделиране, задачата да бъде решена и чрез компютърно симулиране с използване на пакетите MATLAB, SYSLAB, ClassicalControl или Mathematica.

III.5. Да се анализират резултатите от проведеното изследване.

фиг.III.1

IV. ЗАДАЧА ПРОЕКТИРАНЕ НА ФУНКЦИОНАЛНИ ПНЕВМАТИЧНИ БЛОКОВЕ

Дадена е функцията (по индивидуално задание от списъка функции (IV.1) (IV.15)). Необходимо е : IV.1. Да се проектира принципна схема с помощта на стандартни пневматични елементи и

аналогови усилватели, с която да се реализира зададената функция. IV.2. Да се състави съответстващата на т. IV.1. структурна схема на устройството и анали-

тично да се докаже изпълнението на неговото функционално предназначение. IV.3. Да се илюстрира примерна преходна характеристика на проектираното устройство на мо-

дален входен сигнал, като се предложи подход за графоаналитично определяне по нея на динамичните параметри за настройка и се оценят диапазоните на изменение на техните стойности, съобразнопредложената схема.

IV.4. След моделиране, задачата да бъде решена и чрез компютърно симулиране с използване на пакетите MATLAB, SYSLAB, ClassicalControl или Mathematica.

IV.5. Анализ на областта на приложимост на предлаганото устройство.

.td

td

PkPkdTtdPkPk

T

1Pk

T

kP15.IV

;td

PkPkdTtdPkPk

T

1PkP14.IV

;tdPT

ktdP

T

kkP13.IV

;td

td

PdTtdP

T

1Pkd

TP12.IV

;tdtd

Pdk

td

PdkPkPkPk

T

1P11.IV

;td

Pdk

td

PdkPPPkP10.IV

;tdPkPT

1

td

PdkPP9.IV

;PktdPkPT

1P8.IV

;td

PPdTtdPP

T

1PkPkPkkP7.IV

;PP2PkPkP6.IV

;td

Pdk

td

PdTkPP5.IV

;td

PdTPkkP4.IV

;td

PdTtdP

T

1PkkP3.IV

;td

td

PdkPkPkd

P2.IV

;tdPkPkT

1

td

PkPkdTP1.IV

t

0

3311

d

t

0

3322

i

1

i

3311

d

t

0

3322

i

1

t

0

t

0

2

i

2

1

i

1

1

d

t

0

1

i

11

d

t

0

4

4

3

3332211

i

4

4

3

3321

t

0

443

i

2

21

33

t

0

221

i

31

d

t

0

32

i

12211

31221

3

3

2

d21

1

d11

1

d

t

0

1

i

11

3

32211

t

0

2211

i

2211

d



V. ЗАДАЧА ПРОЕКТИРАНЕ НА УПРАВЛЯВАЩАТА ЧАСТ НА ЕЛЕКТРИЧЕСКИ

АВТОМАТИЧНИ РЕГУЛИРАЩИ УСТРОЙСТВА Дадени са: известни от литературата линейни аналогови схеми на мащабни, функционални, из-

мервателни, нелинейни и релейни усилватели.

Необходимо е:

V.1. Да се проектира принципната схема на управляващата и на измервателната части на елек-тронен регулатор (по индивидуално задание -аналогов; двупозиционен; трипозиционен; релейно-импул-сен), предназначен за стабилизация на конкретна технологична величина и обобщена принципна схема за управление на съответстващия изпълнителен механизъм с използването на линейни аналогови схе-ми.

V.2. Да се състави съответстващата структурна схема на проектирания в т. V.1. регулатор и аналитично да се определят предавателната му функция и връзката между стойностите на органите за настройка ( ...C,R ii ), параметрите на схемата ( ...T,T,k,k ВВ ОУОУ ) и параметрите на закона за регулиране ( ....T,T,k Dip ).

V.3. Да се илюстрира примерна преходна характеристика на проектираното устройство на модални (скокообразен и линейно нарастващ) входни сигнали, като се предложи подход за графоанали-тично определяне по нея на динамичните параметри за настройка и се оценят диапазоните на измене-ние на техните стойности (съобразно проектираната принципна схема). (След моделиране, задачата мо-же да бъде решена и чрез компютърно симулиране с използване на MATLAB, SYSLAB, ClassicalControl или Mathematica ).

V.4. Анализ на резултатите и на приложимостта на проектираното устройство.

VI. ЗАДАЧА ИЗПОЛЗВАНЕ НА СИГНАЛНИ ГРАФИ ЗА АНАЛИЗ НА ПРОЕКТИРАНИТЕ

ЕЛЕКТРИЧЕСКИ И ПНЕВМАТИЧНИ РЕГУЛИРАЩИ УСТРОЙСТВА

Дадени са принципните и съответстващите им структурни схеми на проектираните пневматични и електрически устройства (от решенията на задачите IV.1, IV.2, V.1, V.2 по индивидуално задание).

Необходимо е :

VI.1. Да се начертае сигналният граф, съответстващ на структурната (принципната) схема на проектираното устройство в решението на задачи по т. IV.1, IV.2, V.1, V.2..

VI.2. Да се намери предавателната функция, описана със сигналния граф и да се сравни с получената като решение на индивидуалните задачи по т. IV.1, IV.2, V.1, V.2.

VI.3. Да се намери предавателният коефициент K на системата, представена със сигналния граф от фигурата (по индивидуални задание). VI.4. Анализ на резултатите .



VII. ЗАДАЧА КОНФИГУРИРАНЕ НА ОБОБЩЕНИ ОБЕКТИ ЗА АВТОМАТИЗАЦИЯ

С ПРЕЦИЗЕН ИЗБОР НА ВИДА НА РЕГУЛИРАЩИЯ ОРГАН

Дадени са: известни от литературата експлоатационни разходни характеристики на регулиращите органи с линейна РОЛИН и с равнопроцентна РОРНП пропускни характеристики.

обобщен обект за автоматизация

РЕГУЛИРАЩОРГАН

ТЕХНОЛОГИЧЕНПРОЦЕС

kPO k ТПk ООА

s p p

q p l p y p G p s t1 , G p t2 ,


РЕГУЛИРАЩОРГАН

ТЕХНОЛОГИЧЕНПРОЦЕС

kPO k ТПk ООА

s p p

q p l p y p G p s t1 , G p t2 ,

Необходимо е :

VII.1. Да се състави на моделът на статичната характеристика s,ly на обобщения обект за автоматизация OOA (фиг.VII.1), конфигуриран със зададения (по индивидуално задание) аналитичен модел на технологичния процес ТП и РОЛИН (VII.1) (VII.10), като се определят аналитично пълният диференциал s,ly и чувствителността y на така конфигурирания РОЛИНООА .

VII.2. Да се състави на моделът на статичната характеристика s,ly на обобщения обект за автоматизация OOA , конфигуриран със зададения (по индивидуално задание) аналитичен модел на технологичния процес ТП и РОРНП (VII.1) (VII.8), като се определят аналитично пълният диференциал

s,ly и чувствителността y на така конфигурирания РОРНПООА .

VII.3. Да се избере окончателно видът на регулиращия орган, конфигуриращ обобщения обект за автоматизация, при критерий °максимална област на линейни режими на функциониране на OOA °. За използване на метода за прецизиран избор на вида на регулиращия орган, да се съставят и да се решат системите уравнения (системите неравенства), определящи областите на линейни режими на функциониране в статичните характеристики за всеки един от конфигурираните обекти РОЛИНООА и

РОРНПООА (след моделиране, задачата може да бъде решена и чрез компютърно симулиране сизползване на MATLAB, SYSLAB, ClassicalControl или Mathematica ). VII.4. Анализ на резултата от проведения прецизен избор на вида на регулиращия орган и оценка на изпълнение на критерия .

фиг.VII.1



ФУНКЦИОНАЛЕНСЪСТАВ И СТРУКТУРАНА ТЕХНИЧЕСКИТЕСРЕДСТВА ЗА

АВТОМАТИЗАЦИЯ Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a

функционална структура на техническите средства за автоматизация

pR pG

функционален състав и структура натехническите средства за автоматизация



py 0 p p py

автоматично регулиращо устройство обект за управление (автоматизация)

задание разсъгласуване (грешка) управление регулируема величина

система за автоматично управление (система за автоматизация)


автоматичнорегулиращоустройство

обобщен обект за управление (автоматизация)





управляващоустройство



измервателенпреобразувател

изпълнителенмеханизъм

регулиращорган

технологиченпроцес

първиченпреобразувател

вториченпреобразувател

нормиращпреобразувател

задаващоустройство

сравняващоустройство

блок за формиране назакон за регулиране



автоматично регулиращо устройство

измервателначаст

управляващачаст

изпълнителначаст



















pW управ pWизпълн pWизм

pW АРУ



структурна схема на автоматично регулиращо устройство

pW управ pWизпълн p1

pW АРУ



структурна схема на автоматично регулиращо устройство

pWpWp1pW изпълнуправАРУ

pW АРУ

p p

pppW АРУ Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a


T

TE

точка на отбор на измерваната физическа величина от агрегата,в който протича процес, характеризиращ се с тази величина

чувствителен елемент за измерване на физическа величина

преобразувател на изходния сигнал от чувствителен елементв електрически сигнал (T - температура; F - разход; DP - пад налягане)

M електродвигателен изпълнителен механизъм

за управление оборотите на вентилатора (тъй като не знам точно какъвтип ще са двигателите на вентилаторите, то този блок в схемата можеда бъде и тиристорен преобразувател за управление скоростта наасинхронен двигател на вентилатора например)

автоматичен регулатор (в случая едно алгоритмична част отмногоканалния локален цифров регулатор, показан със жълт цвят насхемата на системата за автоматизация и наречен локална системаза управление) с принадлежащия му задатчик - устройство за ръчнонастройване на желаната стойност нарегулируемата физическа величина



регулиращ орган

мокросмилане

в суровиннамелница

изходнивеличини

входни

величини

смущенияизменение на смилаемостта на входните суровинни материали

вискозитет на шламана изхода на мелницата

финност на смиланетона готовия продукт

ударни импулсина вибрация

количество материалза смилане

количество вода, подаванав мелницата

натоварване намелницата

pM

pW

p

p pZ 1

pF

pZ 2

p

MW

суровиннамелница

вода

шлам


процес смилане като обект за управление


MW

суровинна мелница

вода

шлам

nene DI

nene DI

nene DI

схема на система за автоматично управление на процеса смилане




HVAC-технологична схема за климатизация


аналитично моделиране в класа на системи с разпределени параметри

Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6


филтър-абсорбер

миксер-смесител

1RH

2RH

nRH

нагревател

оросител

охладител

L

0x

Lx

RHQ


схема на HVAC- система за управление

RHNER




1VA

2VA

nVA


оросител

охладител

L

0x

Lx

VA

VA


схема на HVAC- система за управление

VANER

VANER

VANER




1TA

2TA

nTA


оросител

охладител

L

0x

Lx

TAQ


схема на HVAC-система за управление

VANER



схема на HVAC-система за управление

VANER

VANER

RHNER

RHNER VA

NER VANER


0 20 40 60 80 100 1200

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Time (min)

TA te

mpe

ratu

te -

ampl

itude

Response Transitoire IDSystem Distribue

0 20 40 60 80 100 1200

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Time (min)

TA te

mpe

ratu

te -

ampl

itude


0 20 40 60 80 100 1200

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Time (min)

TA te

mpe

ratu

te -

ampl

itude


0 20 40 60 80 100 1200

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Time (min)

TA te

mpe

ratu

te -

ampl

itude


SFFNER

SFFNER

75.0t,0TA 0 75.0t,0TA 0 t,a,b,iTA ,i

t,a,b,iTA ,i

t,a,b,iTA ,i t,a,b,iTA ,i

t,6r6 t,6r6

75.0t,0TA 0 75.0t,0TA 0

t,a,b,iTA iA

t,a,b,iTA iA t,a,b,iTA i

A

t,a,b,iTA iA

t,6r6 t,6r6

HVAC-система с алгебрично диференциране за управление на температурата



-0.4 -0.35 -0.3 -0.25 -0.2 -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1-0.05

0

0.05

0.1

0.15

Real (jw)

Imag

(jw

)

Nyquist plot IDSystem Distribue

-0.4 -0.35 -0.3 -0.25 -0.2 -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1-0.05

0

0.05

0.1

0.15

Real (jw)

Imag

(jw

)

Nyquist plot IDSystem Distribue

AinvGM

j,,a,b,iSFF

i,NEW A

j,,a,b,iSFF*

i,NEW A

-200 -180 -160 -140 -120 -100 -80-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)

Nichols Plot IDSystem Distribue

-200 -180 -160 -140 -120 -100 -80-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)

Nichols Plot IDSystem Distribue

AGM

APM

GM

PM

j,,a,b,iW SFF*i,NEA

j,,a,b,iW SFFi,NE

A

SFFNERASFF

NER

j,,a,b,iSFF

i,NEW

j,,a,b,iSFF*

i,NEW A

j,,a,b,iW SFF*i,NE

j,,a,b,iW SFFi,NE

HVAC-система с алгебрично диференциране за управление на температурата



réchauffeur réchauffeur подгревател

turbine

I-ere injection

eau d'alimentation

CHAUDIERE

CHAMBRE DE COMBUSTION

vapeursurchauffée

eau

d'al

imen

tatio

n

Q I

l1

остра пара

Q II

Q AРО РО

РО

Q

H

réchauffeur

l

P1

P2

l2

II-eme injection

Е. Николов

фрактална система за управление на ниво, температура на прегрята пара къмтурбината и тяга в димоотвода в барабанен котел на енергоблок

ISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a

HNER

NER

PNER


сграда

бойлер

УПРАВЛЯВАЩОУСТРОЙСТВО

ТИРИСТОРЕНПРЕОБРАЗУВАТЕЛ

Е

нагревател отоп

лителни

ради

атор

ив

помещ

енията

циркулационнапомпа

MT

BBT

0ПT

iП1П TT

BBTMT

iП1П TT

схема на система за управление на температура в сграда с локална отоплителнаинсталация

1

iПy

2 i

iПTMT 1ПT

1ПyMy

bGaG cG

вятъранаскорост

радиацияслънчева

атемпературатмосферна

i10y

0ПT

iG1GEG



0y1

*iG p*

ie

SNER

1CNER Q

NER

2 i

*1G p*

1e

*EG

p*

Ee

iyMy 1y

MPC

iG1GEG

структурна схема на система за управление на температура в сграда с локалнаотоплителна инсталация



ТРИКРЪГОВА СИСТЕМА НА ОХЛАЖДАНЕВъздуха за свръхпълнене (ТВ),

двигателя и маслото (ТМ) се охлаждат чрез отделни циркулационникръгове с помощта на радиаторите Р1, Р2 и Р3



система за автоматична стабилизация на охлажданетона газомотокомпресорен агрегат



ЕДНОКРЪГОВА СИСТЕМА НА ОХЛАЖДАНЕВодата от двигателя (със син цвят) преминава последователно през: ТВ (топлообменник за охлаждане на въздуха за свръхпълнене)

Р (радиатора за охлаждане на водата)ТМ (топлообменник за охлаждане на маслото на двигателя)




ДВУКРЪГОВА СИСТЕМА НА ОХЛАЖДАНЕВодата от двигателя (със син цвят) преминава последователно през: ТВ (топлообменник за охлаждане на въздуха за свръхпълнене)

Р (радиатора за охлаждане на водата)Маслото на двигателя се охлажда в

ТМ (топлообменник за охлаждане на маслото на двигателя) чрез вода и радиатора Р2




ДВУКРЪГОВА СИСТЕМА НА ОХЛАЖДАНЕ СЪС ОТКРИТ ЦИКЪЛВодата от двигателя (със син цвят) преминава последователно през: ТВ (топлообменник за охлаждане на въздуха за свръхпълнене)

Р (радиатора за охлаждане на водата)Маслото на двигателя се охлажда в ТМ (топлообменник за охлаждане на маслото на двигателя)

чрез вода от открит цикъл, който е общ за всичките 8 двигателя




ТРИКРЪГОВА СИСТЕМА НА ОХЛАЖДАНЕ СЪС ОТКРИТ ЦИКЪЛВъздуха за свръхпълнене (ТВ) и маслото (ТМ) се охлаждат чрез вода

от открит цикъл, който е общ за всичките 8 двигателя.Двигателя се охлажда чрез отделен циркулационен кръг с помощта на радиатора Р


M

T

TE

T

TE

M

M

M

T

TE

P

PE

F

FE

F

FE

P

PE

F

FE

T

TE

x10

СИСТЕМА ЗА УПРАВЛЕНИЕ И КОНТРОЛ SKADA

ЛОКА

ЛНАСИСТЕ

МА

ЗАУП

РАВЛЕ

НИЕ

СХЕМА НА СИСТЕМА ЗА АВТОМАТИЗАЦИЯ

F

FE

T

TE





ИЗПЪЛНИТЕЛНИМЕХАНИЗМИ

Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a

изпълнителни механизми








pW управ pWизпълн pWизм

pW АРУ




pW управ pWизпълн p1

pW АРУ




pW АРУ

pW управ pWизпълн




p p


pWpWp1pW изпълнуправАРУ

pW АРУ

p p



пневматични изпълнителни механизмипневмомеханични преобразуватели

хидравлични изпълнителни механизмихидромеханични преобразуватели

електрически изпълнителни механизмиелектромеханични преобразуватели




интелитентни изпълнителни механизми

ПНЕВМАТИЧНИИЗПЪЛНИТЕЛНИМЕХАНИЗМИ





пневматичен мембранен изпълнителен механизъм



0 %

100 %

comP

pPcom

pG ПИМ

p


РЕГУЛИРАЩ ОРГАН



pPcom

pG ПИМ

p



пневматичен бутален изпълнителен механизъмсъс стоманена мембрана


pPcom

pG ПИМ

p



сила на входното въздействие върху твърдия център с ефективна площ F

инерционна сила на подвижните елементи с маса M

сила на триенето с коефициент на триене B

еластична сила на възвратната пружина с коефициент на еластичност C

FtP com

tdtdB

22 tdtdM

tC

-+твърд център еластична мембрана

FtP com

2

2

tdtd

M

tdtd

B

tC

pPcom

pG ПИМ

p

пневматичен изпълнителен механизъм

ПНЕВМАТИЧНИИЗПЪЛНИТЕЛНИМЕХАНИЗМИ -ДИНАМИЧЕН

МОДЕЛ Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a




диференциално уравнение



пневматичен изпълнителен механизъмуравнение на баланса на силите - динамичен модел

аналитични описания, преходи, характеристики, визуализации

изходвход

jE jS jG

jp

изходвход

pE pS pG

изходвход

tE tSдинамична система

входна физическа величинаналягане

изходна физическа величинапозиция на задвижващия лост

EPcom E

EPcom E

EPcom E

tP.FtC

td

tdB

td

tdM com2

2



динамични модели аналитични описания, преходи, характеристики, визуализации

xdexQCety

xQtyxPty

txkT

1ty

T

1ty

Ex,Sy,txktytyT

xdxPxdxP

TtTt

Tt

e1kke.kty

t1tx,00yty,0t,kC

ke.Cty

- диференциално уравнение

- канонична форма

- общ интеграл – символно решение

ty

t 1k,t1tx

решение при нулеви начални условияи единичен скокообразен входен сигналпреходна функция


tEktStdtSdT

pEkpS1pT

.n.i.c,pEkpSpST


- алгебрично уравнение

01pT - характеристично уравнение

11 Tp - корени

- комплексна равнина

T1p 1

peR

pmIj

x

pplan complexe pmIpRejp

изходвход


вход изход

pE pS pG


plan Evans


tEktStdtSdT

pEkpS1pT

.n.i.c,pEkpSpST


- алгебрично уравнение

- предавателна функция

- честотна равнина

изходвход


вход изход

pE pS pG

изходвход

jE jS

jG

jp

ReImgtcrajImRejA

ejAjG

ImRejG1jTkjG

jj

1pTkpG

- честотна характеристика

o180

R

RjG

k

0

tcoBd02

R BP

k7,0

k RjG i

imI

ieR i

3

2

1

1i

2i

iA

jG

0k



plan Nyquist plan Bode plan Nichols





динамична системаобект на изследване

-честотна равниначестотни характеристики

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

Real (jw)

Imag

(jw

)

Nyquist plot Memory-Loop

jLM jLM 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101

-80

-60

-40

-20

0

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Bode plot Memory-Loop

10-4 10-3 10-2 10-1 100 101-100

-50

0

50

100

Pha

se (d

eg)

Bode plot Memory-Loop

p

p

jLM jLM

jgra LM

jgra LM

-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100-15

-10

-5

0

5

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)

Nichols plot Memory-Loop

jLM

jLM

11jTkjG

-диференциално уравнениепреходни функциипреходни характеристики

t

thw

Tte1ktS

EkStdSdT




-комплексна равнинаходограф на корените

1

1

Tp;01pT

1pTkpG

-18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

1 0

1 0

1,2 0 1,2

1,2 1,2

1 2 2 0 2 0

0Gk

0Gk 0Gk

0Gk Gk

Gk

Gk

Re s

jI m s

връзка между структурна схема, насочен граф и уравнение

уравнениенасочен граф

структурна схема

структурна схема

pa pb

pc

pE pX pS

pcpb1

pbpapG

pE

pSpG

уравнение

c

a b pE pX pS

насочен граф



tP.FtC

td

tdB

td

tdM c2

2

tPttd

tdCB

tdtd

CM 0

c0

0

2

02

xamxamcmax0

xamcc0

c CFP;tt;PtPtP

xam0

xamcc0

c t0;1t0;PtP0;1tP0

tebtsatdtsda

tdtsda 0022

2

2

1b;1a;CBa;CMa;tPˆte;tˆts 00120

c0



диференциално уравнение на баланса на силите

диференциално уравнение в безразмерни единици (нормирано)

общ вид на класа диференциални уравнения

статична

систем

аот

втор

ире

дпневматичен изпълнителен механизъм - динамичен модел

tebtsatdtsda

tdtsda 0022

2

2

jp,pDtdd t

pEbpSapapa 0012

2

диференциално уравнение (в пространството на времето)

алгебрично уравнение (в комплексното пространство)

100 abk

MC;T,MCTaa 2n

1n

1120n

11

201 CM2CBaa2a

параметри на алгебричното уравнение



pEkpSp2p 2n

2nn

2

pEkpS1pT2pT 22

предавателен коефициент

собствена честота

показател на затихването

Laplace-трансформация

статична

систем

аот

втор

ире


Pierre-Simon, marquis de Laplace ( 1749-1827 )

Pierre-Simon, marquis de LaplaceLaplace Transform, Mathematical Physics



MCpMBp

MC

pE

pSpG

2

0MCpMBpp2p 22nn

2

характеристично уравнение (на предавателната функция)

2nn

2

2n

012

2

0

p2p

k

apapa

b

pE

pSpG

предавателна функция, определена от алгебричното уравнение



1pT2pT

k

pE

pSpG

22

статична

систем

аот

втор

ире


предавателната функция определя еднозначно зависимостта вход/изходв комплексен вид

pEapapa

bpEpGpS

012

2

0

pEp2p

kpS 2

nn2

2n

pE1pT2pT

kpS 22

jp,pEpGpSts 1pE

1 LL

pE

p2p

kpEpGts

2nn

2

2n11

LL



предавателната функция определя еднозначно зависимостта вход/изходв пространството на времето с обратна Laplace-трансформацияст

атична

систем

аот

втор

ире


10c ppEt1tPˆte L

pGppEpGts 111h

LL

преходна функция (реакция на системата при единичен скокообразен вход)

20c ppEttPˆte L

преходна характеристика (реакция на системата при линейно нарастващ вход)

pGppEpGts 211 LL

p1pE0tPˆte 0c L

pGp1pGts 11 LL

импулсна преходна функция (реакция на системата при Dirac-импулсен вход)

122pApEtnisAte L

tjtj1 ejGAejGAj2ts

честотна характеристика (реакция на системата при синусоидален вход)


изпълнителни механизмистатична

систем

аот

втор

ире



Paul Adrien Maurice Dirac (1902-1984)

Mathematical Analysis, Mathematical Physics


Paul Adrien Maurice Dirac


122

0xmil1x

1

0

xmilx

4x1

0

2

2milx

11

0xnisxmilx

11

nx5,0nisx5,01nis2milx

1td0,0t,00t,

0

11

0xiAmilx

Ai - функция на Airy

11

1

01xJmilx

J - функция на Bessel от първи род

1n

x1

0x2Lemilx

2

L - полином на Laguerre по степенитена произволно положително цяло число

специални математически функцииимпулсна функция на Paul Adrien Maurice Dirac


оригинал

наD

irac

-функц

ияап

роксим

иращ

ира

цион

ални

функц

ии


импулсна функция на Paul Adrien Maurice Dirac

x x x

x x

x

x

x

x

x

x

xx

x

x

x

122

0xmil1x

1

0

xmilx

4x1

0

2

2milx

11

0xnisxmilx

11

0xiAmilx

1

11

01xJmilx

11


1

nx1

0x2Lemilx

2

специални математически функции


1

201 aa2a

2,1p описание description

0 nj имагинерни корени pôles imaginaires

10 2

nn 1j комплексно спрегнати корени pôles complexes conjugues

1 n реален двоен корен pôle réel double

1 12nn

реални корени pôles réels distincts



ê,ˆs,tebtsatdtsda

tdtsda 0022

2

2

корени на характеристичното уравнение - полюси на предавателната функция(във функция от показателя на затихване) – p1,2

статична

систем

аот

втор

ире


2nn2,1 1jp,10

21

2n1

hppp

kts

L

2

2

11

1

11h pp

pk

ppk

pkˆts LLL

t1tPˆte;1jp;10

coscra1tnise1

kktˆts

0c

2nn2,1

2n

t

2h

n

22

1

1

1h

pp

pk

pp

kpkˆts L



нека тогава

преходната функция (реакция на системата при единичен скокообразен вход) ще бъде

пневматичен изпълнителен механизъм - динамичен моделстатична

систем

аот

втор

ире

д

n2,1p,1

21

2n1

hppp

kts

L

2

2

11

1

11h pp

pk

ppk

pkˆts LLL

t1tPˆte;p;1

ete1ktˆts0

cn2,1

tn

th

nn

22

1

1

1h

pp

pk

ppk

pkˆts L






систем

аот

втор

ире

д

1jp,1 2nn2,1

21

2n1

hppppp

kts

L

2

1121

1

1

1212

11h

pp

pppk

pp

pppk

p

kˆts LLL

t1tPˆte;1jp;1

e12

1e

12

11kts

0c

2nn2,1

t1

2

2t1

2

2

hn

2n

2

2

1121

1

12121

hpp

pppk

pp

pppk

pkˆts L






систем

аот

втор

ире

д


22

21

1

11

pp

c

pp

cts LL

0tPˆte;1jp;10

1tnise1

ktˆts

0c

2nn2,1

2n

t

2

2n n

10 2nn

2nn2,1 1;;jˆ1jp

21

2n1

pppp

kts

L

12n2

12n1 2kjc,2kjc



22

2

1

11

pp

c

pp

cˆts L

импулсната преходна функция (реакция на системата при Dirac-импулсен вход) ще бъде


систем

аот

втор

ире

д

n2,1p,1

21

2n1

pp

kts

L

0tPˆte;p;1

etktˆts0

cn2,1

t2n

n






систем

аот

втор

ире

д

1jp,1 2nn2,1

21

2n1

pppp

kts

L

2

112

2n1

1

121

2n1

pp

pp

pp

ppkˆts

LL

0tPˆte;1jp;1

e12

ke

12

ke

pp

ke

pp

kts

0c

2nn2,1

tp

2

ntp

2

ntp

12

ntp

21

n 2121

2

112

2n

1

121

2n1

pp

pp

pp

ppkˆts

L






систем

аот

втор

ире

д



ходо

граф

накоре

ните

2

n 1j

2

n 1j

0n21 pp

0 < < 1

0 < < 1

= 0

n

pmIj

n2 jp

n1 jp 2nn1 1jp

2nn1 1jp

n

2nn1 1p

2nn1 1p

n

plan complexe

peR

= 0

n

X

X

X

X

X

X

X

X

XX

X

X

X

X X XXXX

X

X

1 1

p

nnn 1;;pmIpRejp


систем

аот

втор

ире

д

устойчивипо

люси

ипр

еход

нипр

оцес

и

многокрактни полюсиpôles multiples

pIm

pRe0

ts

t

t

t t

t

t

0

0

00

0

0

ts

ts ts

ts

ts

plan complexed’Evansp




tdtsda 0022

2

2


систем

аот

втор

ире

д

полю

сиипр

оцес

ина

гран

ицатана

устойчивос

тта

pRe0

pIm

t0

t0

t0

ts

ts

ts





tdtsda 0022

2

2


систем

аот

втор

ире

д

полю

сиипр

оцес

ина

гран

ицатана


тта

pRe0

pIm

t0

t0

ts

ts

t0

ts





tdtsda 0022

2

2


систем

аот

втор

ире

д

неус

тойчивипо

люси

ипр

еход

нипр

оцес

и pIm

pRe

двойни полюсиpôles doubles

0

многократни полюсиpôles multiples

t0

t0

t0

t0

t0

ts

t0

t0

t

ts

ts

ts

ts

ts

ts

ts





tdtsda 0022

2

2


систем

аот

втор

ире

д

pIm

pRe0

ts

t

t

t t

t

t

0

0

00

0

0

ts

ts ts

ts

ts

многокрактниполюси

plan complexed’Evans

p

pRe0

pIm

t0

t0

ts

ts

t0

ts


p pIm

pRe

двойниполюси

0

многократниполюси

t0

t0

t0

t0

t0

ts

t0

t0

t

ts

ts

ts

ts

ts

ts

ts


p




tdtsda 0022

2

2


систем

аот

втор

ире

д

tn

0

0

2,0

6,1

tts 1

201 aa2a

0tPˆte 0

c

2 4 86 10 12 14

nk

nk5,0

0

nk5,0

nk

k0,2

k5,1

k0,1

k5,0

tn

2 4 86 10 12 140

0

2,0

4,0

8,0

0,1

6,1

tts h 1

201 aa2a

t1tPˆte 0

c




tdtsda 0022

2

2


систем

аот

втор

ире

д

1 1

10 0

const,1const0 n

1kk 12 kk 23 kk 34 kk 45 kk 56 kk

constk,1const0 1nn

1n2n 2n3n

3n4n 4n5n

5n6n

ts h

ts h

ts h

ts h

ts h

ts h




tdtsda 0022

2

2


систем

аот

втор

ире

д

0 10

1 1

1nn

constk,1const0

1n2n 2n3n

3n4n 4n5n

5n6n const,1const0 n

1kk 12 kk 23 kk 34 kk 45 kk 56 kk

ts

ts

ts

ts

ts

ts




tdtsda 0022

2

2


систем

аот

втор

ире

д


tdtsda 0022

2

2

0 10

1 1

1nn

constk,1const0

1n2n 2n3n

3n4n 4n5n


1kk 12 kk

23 kk 34 kk 45 kk 56 kk

ts

1 1

10 0

const,1const0 n

1kk 12 kk 23 kk 34 kk 45 kk

56 kk

constk,1const0 1nn

1n2n 2n3n

3n4n 4n5n

5n6n

ts h


изпълнителни механизмипневматичен изпълнителен механизъм - динамичен моделстатична

систем

аот

втор

ире

д




tdtsda 0022

2

2

изходвход

tnisAte динамична система

tnisBts

A

A

0

B

B

te tnisBts

t

pE pS pG

T

t1tnisAte

A

A

0

T2 кръгова честота

t



систем

аот

втор

ире

д

122pApEtnisAte L

tjtj1 ejGAejGAj2ts

jGgrAjejGjGImjGRejG

ABjGImjGRejG 22

jGIm

jGRegtcrajGgrA

jp

pGjG


модул, амплитудно-честотна характеристика

фаза, фазово-честотна характеристика

честотна характеристика




систем

аот

втор

ире

д

n

2n

2nn

2

2n

2j1

k2jjk

jG

222222

2

21

2kj

21

1kjG

222 21

kjG

21

2gtcrajGgrAj

n




систем

аот

втор

ире

д

222101010 21gol20kgol20jGgol20

jGgol20jGgol20 101

10

jGgrAjGgrA 1


свойства на логаритмичната честотна характеристика



систем

аот

втор

ире

д

i

imI

ieR i

3

2

1

1i

2i

iA

0k



честотна

характеристика

jGПИМ

статична

систем

аот

втор

ире


Е. Николов

R

RA

R

k

0



честотна


jGПИМ


систем

аот

втор

ире

д



tcoBd02

0jG7,0jGpassante bande PB

R BP

k7,0

k RjG

честотна


jGlog20 ПИМ

jGgra ПИМ


систем

аот

втор

ире

д



R

RjG k


BP

честотна


jGПИМ

jGgra ПИМ


систем

аот

втор

ире

д

o180

R

RjG

k

0



честотна


jGПИМ


систем

аот

втор

ире

д



m

m m

m

m m

m m

const,constk n

const,constk n

const,constk n

const,constk n

const,constk n const,constk n

честотна


jGПИМ


систем

аот

втор

ире

д

k

k

k k

const,constm n

const,constm n

const,constm n const,constm n

const,constm n

const,constm n



честотна


jGПИМ


систем

аот

втор

ире

д

n

n

n

n

constk,constm

constk,constm

constk,constm constk,constm

constk,constm

constk,constm



честотна


jGПИМ


систем

аот

втор

ире

д

o180

R

RjG

k

0

tcoBd02

R BP

k7,0

k RjG

i

imI

ieR i

3

2

1

1i

2i

iA

jG

0k

2

n m1j

2

n m1j

0n21 pp

0 < m < 1

0 < m < 1

m = 0

nm

m = 1

pmIj p

n2 jp

n1 jp 2nn1 m1jmp

2nn1 m1jmp

n

m > 1

2nn1 m1mp

2nn1 m1mp

nm peR

m = 0

nm

X

X

X

X

X

XX

X

XX

X

X

X

X X XXXX

X

X

plan complexe



систем

аот

втор

ире

д

tP.FtCtdtdB

tdtdM c2

2

tPttd

tdCB

tdtd

CM 0

c0

0

2

02

0CM,CM,tPttd

tdCB 0

c0

0

MCpMBp

MCω.ω.2p

k.ωpPpμ

pG 22nn

2

2n

0c

0

ПИМ

0CM,CM,1pCB

1pPpμ

pG0

c

0

ПИМ



система от втори ред

система от първи ред

пневматичен изпълнителен механизъм - динамичен модел

1

CM2

CBaa2a

1

201

недопустимо в конструктивно отношение

1xamxamc FPC

конструктивно ограничение (изискване)

0CMmil,1

CM2

CBaa2a0M

1

201

оптимум в конструктивно отношение


изпълнителни механизмипневматичен изпълнителен механизъм - динамичен модел

0CM,CM,tPttd

tdCB 0

c0

0




tPBCtBCt 0c

00

xdePBCCetxdBC0

cxdBC0

1e.Ct Tt0

t1tP,00t,0t,1C 0c

00

BCtBCt0 e111e.1t

диференциално уравнение – единичен скокообразен входен сигналпреходна функция


систем

аот

първире

д

0CMmil,tPt

tdtd

CB

0M

0c

00

tebtsatdtsd

a 001

1b;1a;CBa;tPˆte;tˆts 0000

c0

pEbpSapa 001

tspS,tepE,apa

b

pE

pSpG

01

0 LL

101

100

01

0 aaT;abk,1pT

kâpa

b

pE

pSpG



систем

аот

първире

д

pE1pT

kˆpEapa

bpEpGpS

01

0

jp,pEpGpSts 1pE

1 LL

pE

apab

pEpGts01

011 LL

pE1pT

kˆts 1L



систем

аот

първире

д

1pTpkˆ

p1pGpEpGts 111

h LLL

Tt

11h e1kˆ

1pTTk

pk

1pTpkts LL

pGpEpGts 11 LL

Tt

1 eTk

1pTkˆts

L



систем

аот

първире

д

ts h

Tt

1 2 43 5 6 70

k

k5,0

k99,0

k98,0

k95,0k86,0

k63,0

Tt

h e1kts

ts

Tt

1 2 43 5 6 7

Tk

Tk5,0

0

Tt

ekts

ts h

Tt

1 2 43 5 6 70

k

k5,0

k99,0

k98,0

k95,0k86,0

k63,0

Tt

h e1kts

ts h

Tt

1 2 43 5 6 70

k

k5,0

k99,0

k98,0

k95,0k86,0

k63,0

Tt

h e1kts

ts

Tt

1 2 43 5 6 7

Tk

Tk5,0

0

Tt

ekts

ts

Tt

1 2 43 5 6 7

Tk

Tk5,0

0

Tt

ekts

Tt

h e1kts Tt

eTkts



систем

аот

първире

д

1pTj

kpGjG jp

1T

ekpGjG2

tgtcraj

jp

1T

Tkj1T

kpGjG 22jp

1T

kjG

2

1Tgol20kgol20jGgol20 2101010

tgtcrajGgrA



систем

аот

първире

д

tS

1kk

12 kk

23 kk

34 kk

45 kk

56 kk

constTT 1

tS

1kk

12 kk

23 kk

34 kk

45 kk

56 kk

constTT 1

1TT

12 TT

23 TT

34 TT

45 TT

56 TT

constkk 1

tS tS

1TT

12 TT

23 TT

34 TT

45 TT

56 TT

constkk 1

tSAk

tS

maximale valeur laTk



преход

нифункции

ипр

еход

нихара

ктер

истики

ti

ti

ti

th

th

th


систем

аот

първире

д

0CM,CM,tPttd

tdCB 0

com0

0

0CM,CM,1pCB

1pPpμ

pG0

com

0

ПИМ




pPp1pCB 0com

0

алгебрично уравнение

jp,pDtdd t

предавателна функция

характеристично уравнение

01pT1pCB


систем

аот

първире

д

T1p 1

peR

pmIj

x

pplan complexe

pmIpRejp



ходо

граф

накоре

ните


систем

аот

първире

д

i

imI

ieR i

3

2

1

0

1i

2i

iA

ijG



честотна

хара

ктер

истика

jGПИМ


систем

аот

първире

д



честотна

хара

ктер

истика

00

107

16

1,05

01,04

001,03 0001,02

00001,01

k

2k

T1

C

jGПИМ


систем

аот

първире

д



честотна

хара

ктер

истика

1 2 3 4 5

6

7

1 2 3 4

5

67

T1

C

T1

C

kgol20 01

Cfaible Célevée jGlog20 ПИМ

jGgra ПИМ


систем

аот

първире

д



честотна

хара

ктер

истика

1

2

3

45

6

7

0

T1

C

k

o45o90

jGПИМ


систем

аот

първире

д

8k7k6k5k

constT

constT

constT

constT

1

8

k

k

12345678 kkkkkkkk

12345678 kkkkkkkk 1

8

k

k

8

1

T

T

constk

constk

constk

constk

12345678 TTTTTTTT

8

1

T

T

18 TT

18 TT

18 TT

12345678 TTTTTTTT

12345678 TTTTTTTT



честотна

хара

ктер

истика

jGПИМ


систем

аот

първире

д



пневматичен изпълнителен механизъм - динамичен модел система от първи ред

00

107

16

1,05

01,04

001,03 0001,02

00001,01

k

2k

T1

C

jGПИМ

T1p 1

peR

pmIj

x

pmIpRejp

pplan complexe

1

2

3

45

6

7

0

T1

C

k

o45o90

jGПИМ

tSAk

1 2 3 4 56

7

1 2 3 4

5

67

T1

C

T1

C

kgol20 01


jGgra ПИМ

o180

R

RjG

k

0

tcoBd02

R BP

k7,0

k RjG

i

imI

ieR i

3

2

1

1i

2i

iA

jG

0k

2

n m1j

2

n m1j

0n21 pp

0 < < 1

0 < < 1

= 0

nm

= 1

pmIj p

n2 jp

n1 jp 2nn1 1jp

2nn1 1jp

n

> 1

2nn1 1p

2nn1 1p

nm peR

= 0

n

X

X

X

X

X

XX

X

XX

X

X

X

X X XXXX

X

X

plan complexe



пневматичен изпълнителен механизъм - динамичен модел система от втори ред

КОЛИЧЕСТВЕНИ ОЦЕНКИ НАКАЧЕСТВОТО НА ПРОЦЕСИТЕ

НА ПНЕВМАТИЧНИТЕИЗПЪЛНИТЕЛНИ МЕХАНИЗМИ



пререгулиране dépassement

време за достигане на максимума temps de pic

време на регулиране temps de stabilisation

време за нарастване temps de montée

време за достигане на x% temps de x%

време за достигане на 5% temps de 5%

количествени оценки на качеството - бързодействие, точност

количествени оценки на бързодействието



бързод

ействие

S

S05.1

S95.0

xamS

pict St

S9.0

S1.0

k

%10t %09t

t

statique gain

ES

k

tS pEpm2p

kpS 2

nn2

2n

количествени оценки на качеството на пневматичните изпълнителни механизми



0m,%100mD

m1

mexp100mD

%100S

SSD

2

max


0tdtsd

m1t

pictt

2n

pic


S05,1tSS95,0

,t,tt 05.195,0s време на регулиране temps de stabilisation

%10%90m ttt време за нарастване temps de montée

pEpm2p

kpS 2nn

2

2n

бързод

ействие




0 10 20 30 40 50 600

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)Response Transitoire du Systeme 2-eme ordre

преходен режим установен (стационарен) режимrégime transitoire régime permanent (stationnaire)

ts

t

te

бързод

ействие

бързод

ействие



0 10 20 30 40 50 600

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Time (sec)

Am

plitu

de (-



ts

t

te

бързод

ействие



0 10 20 30 40 50 600

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Time (sec)

Am

plitu

de (-



ts

t

te

бързод

ействие



0 10 20 30 40 50 600

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)

Response Transitoire du Systeme 2-eme ordre

0 10 20 30 40 50 600

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


0 10 20 30 40 50 600

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


ts

t

te

tt

ts ts

te te

преходен режим установен режимrégime transitoire régime permanent





tn

0

0

2,0

6,1

tts 1

201 aa2a

0tPˆte 0

c

2 4 86 10 12 14

nk

nk5,0

0

nk5,0

nk

k0,2

k5,1

k0,1

k5,0

tn

2 4 86 10 12 140

0

2,0

4,0

8,0

0,1

6,1

tts h 1

201 aa2a

t1tPˆte 0

c

статична

систем

аот

втор

ире

д


tdtsda 0012

2

2



1 1

10 0

const,1const0 n

1kk 12 kk 23 kk 34 kk 45 kk 56 kk

constk,1const0 1nn

1n2n 2n3n

3n4n 4n5n

5n6n

ts h

ts h

ts h

ts h

ts h

ts h

статична

систем

аот

втор

ире

д

бързод

ействие


tdtsda 0012

2

2



0 10 20 30 40 50 600

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

Time (sec)

Am

plitu

de (-


t

ty

1y2y

3y 3 - réponse oscillatoire

1,2 - réponse apériodique

0y

статична

систем

аот

втор

ире

д

бързод

ействие


tdtsda 0012

2

2



tˆty

c0 Pˆy

S

S05.1

S95.0

xamS

pict St

S9.0

S1.0

k

%10t %09t

t

statique gain

ES

k

tS pEp2p

kpS

2nn

2

2n

статична

систем

аот

втор

ире

д

бързод

ействие


tdtsda 0012

2

2




1,

1t

2n

pic


S05,1tSS95,0

,t,tt 05.195,0s време на регулиране temps de stabilisation

%10%90m ttt време за нарастване temps de montée

1,1

exp100

1,%0,%100S

SS

2

max

1,1100

xnl1t 2

n%xr

1,13t 1n

12

%5r

време за достигане на x% temps de x%

време за достигане на 5% temps de 5%

статична

систем

аот

втор

ире

д

бързод

ействие


tdtsda 0012

2

2



1,1100

xnl1t 2

n%xr

2

n

%100r 1nl1

t

1

1,13t 1n

12

%5r

1

201 aa2a

1n

120n T,aa

1tu;p;1

ete1kts

n2,1

tn

t nn

11

201

ns9596.0 aa00082.5 00082.5 T00082.5t

статична

систем

аот

втор

ире

д

бързод

ействие


tdtsda 0012

2

2



1tu;1,aa5 5 T5~t

aa00082.5 00082.5 T00082.5t~t

1tu;p;1

k1ete1kˆts

11

201

n%100

11

201

n9596.0%100

n2,1

t%100n

t%100

%100n%100n

1tu;p;1

ete1kts

n2,1

tn

t nn

1 1

201 aa2a

1n

120n T,aa

статична

систем

аот

втор

ире

д

бързод

ействие


tdtsda 0012

2

2



pict

2,0 4,0 6,0 8,0 0,1 2,1

%5rt

%5rtenveloppe

onentielleexp

%,75

50

25

tn

0

5

10

15

20

25

30

nim

1

201 aa2a

1120n Taa

21exp100

2

n%xr 1

100xnl1t

2n

pic

1t

00133267.0

963.0 nim

статична

систем

аот

втор

ире

д

бързод

ействие


tdtsda 0012

2

2

nimt

963,0r

min

00133267.0 min




tdtsda 0012

2

2

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0a

20

40

60

80

100aa

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0a

0.01

0.1

1

10

100aa 10log

бързод

ействие

1

2012

aa2a,1,%,1

exp100





tdtsda 0012

2

2

1

2012

aa2a,1,%,1

exp100


0.965 0.970 0.975 0.980x

0.0005

0.0010

0.0015

0.0020

a x

0.965 0.970 0.975 0.980x

5μ 10-5

1μ 10-4

2μ 10-4

5μ 10-4

0.002

0.001

a x

10log

00133267.0

963.0 nim

00133267.0

963.0 nim

бързод

ействие



ТОЧНОСТ И ГРЕШКИ НАПНЕВМАТИЧНИТЕ ИЗПЪЛНИТЕЛНИ

МЕХАНИЗМИ,КОЛИЧЕСТВЕНИ ОЦЕНКИ



количествени оценки на грешката

динамична грешка - index ISE (Integral Square Error)динамична грешка - index IAE (Integral Absolute Error)динамична грешка - index ITSE (Integral Time-multiplied Square Error)динамична грешка - index ITAE (Integral Time-multiplied Absolute Error)

динамична грешка écart dynamique

динамична грешка - обобщен - показател - facteur intégrale d’écart dynamique динамична грешка - обобщен - показател - facteur intégrale d’écart dynamique динамична грешка – обобщен - показател - facteur intégrale d’écart dynamiqueE E

статична грешка écart statiqueстатична грешка по задание écarts permanents à consigne

статична грешка по позицияécart statique de position

статична грешка по скоростécart statique de vitesse

статична грешка по ускорениеécart statique d’accélération

статична грешка по натоварване écarts permanents à perturbationстатична грешка по позицияécart statique de position



статична грешка по задание и по натоварване écarts permanents à deux entréesстатична грешка по позицияécart statique de position






ТОЧНОСТ И ГРЕШКИ НАПНЕВМАТИЧНИТЕ

ИЗПЪЛНИТЕЛНИ МЕХАНИЗМИВ УСТАНОВЕН

(СТАЦИОНАРЕН) РЕЖИМ



статична грешка по задание écarts permanents pour systèmes à consigne

статична грешка по позицияerreur statique de position

статична грешка по скоростerreur permanente de vitesse

статична грешка по ускорениеerreur permanente d’accélération

статична грешка по натоварване écarts permanents pour systèmes à perturbationстатична грешка по позиция

erreur statique de positionстатична грешка по скоростerreur permanente de vitesse


статична грешка по задание и по натоварване écarts permanents pour systèmes à deux entréesстатична грешка по позиция





статична грешка по задание (вход) écarts permanents pour systèmes à consigne

pG pS pE p p pE

pG pS

mn'n;0,pDp

pN

apa...papap

bpb...pbpbpG

011'n

1'n'n

'n

011m

1mm

m

определя класа (типа) на системата

pE

pDppN

pDppE

pG1

1p

pE

pDppN

pDpmilpE

pG1

1pmilppmiltmil1

0p0p0pt

крайната стойност на грешката в преходен режим, т.е. на грешката в статичен (стационарен) режим сеопределя съобразно теоремата за крайната стойност

00

1

0p00

10

0ptbaesk,pE

pkpmilpE

pabpa

miltmil




pApEtuAte L

Apk

pmilpA

pabpa

miltmil0p00

10

0p

Cp

t

1A,pk

pmil0p

pCposition

2pApEtutAte L

Apk

pmilpA

pabpa

miltmil1

0p2

00

10

0p

Cv

t

1A,pk

pmil1

0p

Cv

Cvitesse

3pApEtut2

1Ate

L

Apk

pmilpA

pabpa

miltmil2

0p3

00

10

0pa

t

1A,pk

pmil2

0p

Ca

Conaccélérati

коефициент на грешката по позицияcoefficient d’erreur de position



коефициент на грешката по скоростcoefficient d’erreur de vitesse

линейно нарастващ входен сигналexcitation de type rampe

скокообразен входен сигналexcitation de type échelon

параболично нарастващ входен сигналexcitation de type parabolique


коефициент на грешката по ускорениеcoefficient d’erreur d’accélération




1pmil;0,1k

1pk

pmil 0

0p0p

Cp

1pmil;1,

k1

pkpmil 0

0p

1

0p

Cv

1pmil;2,

k1

pkpmil 0

0p

2

0p

Ca







00 baesk

статична системас нулев ред на астатизъм

астатична системас астатизъм от ред


0

1

2

1k

1

k

1

k

1

0

0 0

коефициент на грешката по задание

Cp C

v Ca

по позиция по скорост по ускорение

точнос

т, инвер

снагреш

ка




0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

Time (sec)

Am

plitu

de (-


ts ts 2

ts 1

ts 0 te

C

0p

C

1p

C

2p

t

Apk

pmilpA

pabpa

miltmil0p00

10

0p

Cp

t


точнос

т, инвер

снагреш

ка




0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Time (sec)

Am

plitu

de (-


te

ts ts 2

ts 1

ts 0

C

0v

C

1v

C

2v

t

Apk

pmilpA

pabpa

miltmil1

0p2

00

10

0p

Cv

t


точнос

т, инвер

снагреш

ка





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Time (sec)

Am

plitu

de (-


ts ts 2

ts 1

ts 0 te

C

0a

C

1a

C

2a

t

Apk

pmilpA

pabpa

miltmil2

0p3

00

10

0pa

t


точнос

т, инвер

снагреш

ка



p pE

pH

pS pG2

pD

pG1

ppD

pHpGpG1

pHpGp P

21

2

pP pD

pG1 pS

pHpG2 1

0pE

p

pHpGpG1

pHpGpDp P

21

2

статична грешка по натоварване écarts permanents pour systèmes à perturbation

точнос

т, инвер

снагреш

ка



101011111

11 baesk;0,

pDppNpG

1

202022222

22 baesk;0,

pDppNpG

2

303033333

33 baesk;0,

pDppNpG

3

321

OCSBO

333

321

OCSBO

OCSBO

OCSBO

kkkk;0,pDpDpDp

pNpNpN

pDp

pNpG321

pD

pDppN

pDpNpNpp

OCSBO

OCSBO

132P

1




pD

pDppN

pDpNpNppt

OCSBO

OCSBO

132PP

1

pD

pDppN

pDpNpNppmilppmiltmil

OCSBO

OCSBO

132

0p

P

0p

P

t

1

pD

pDppN

pDpNpNpmilppmiltmil

OCSBO

OCSBO

1321

0p

P

0p

P

t

1

pDpk

kkp 321

P1


точнос

т, инвер

снагреш

ка







pApDtuAtd L

Apk

kkpmil

pA

pk

kkpmiltmil

32

0p

321

0p

Pp

t

11

1A,pk

kkpmil

32

0p

Pp

Pposition

1

2pApDtutAtd L



Apk

kkpmil

pA

pk

kkpmiltmil

321

0p2

321

0p

PV

t

1

1A,pk

kkpmil

321

0p

Pv

Pvitesse


3pApDtut21Atd

L



Apk

kkpmil

pA

pk

kkpmiltmil

322

0p3

321

0p

Pa

t

1

1A,pk

kkpmil

322

0p

Pa

Ponaccélérati




1pmil;0,

1k

kk

pk

kkpmil 0

0p

3232

0pp

1

1pmil;1,

k1

k

kk

pk

kkpmil 0

0p

32321

0pv

1pmil;2,

k1

k

kk

pk

kkpmil 0

0p

32322

0pa










0

1

2

1kkk 32

k1

k1

0

0 0

коефициент на грешката по натоварване

Pp P

v Pa



точнос

т, инвер

снагреш

ка




0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Time (sec)

Am

plitu

de (-


ts

t

ts 2

ts 1

ts 0

0te

td

P

0p

P

1p

P

2p

статична грешка по позицияerreur statique de position A

pk

kkpmiltmil

32

0p

Pp

t

1

точнос

т, инвер

снагреш

ка




0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Time (sec)

Am

plitu

de (-


ts ts 2

ts 1

ts 0

0te

td

t

P

0p

P

1p

P

2p

статична грешка по скоростerreur permanente de vitesse A

pk

kkpmiltmil

321

0p

PV

t

точнос

т, инвер

снагреш

ка




0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Time (sec)

Am

plitu

de (-


ts ts 2

ts 1

ts 0

0te

td

t

P

0p

P

1p

P

2p

статична грешка по ускорениеerreur permanente d’accélération A

pk

kkpmiltmil

322

0p

Pa

t

точнос

т, инвер

снагреш

ка



pppD

pHpGpG1

pHpGpE

pHpGpG1

1p PC

21

2

21

p pE

pH

pS pG 2

pD

pG1

pC pE

pHpGpG 21 pS

0pD

pP pD

pG1 pS

pHpG2 1

0pE

pp

pHpGpG1

pHpGpDpEp PC

21

2

статична грешка по задание и по натоварване écarts permanents pour systèmes à deux entrées



pppE

pHpGpG1

pHpGpE

pHpGpG1

1p PC

21

2

21

pppE

pHpGpG1

pHpG1p PC

21

2

p pE

pH

pS pG 2

pE

pG1

pC pE

pHpGpG 21 pS

pP pE

pG1 pS

pHpG2 1




pDpE,pApEtuAte L

Apk

kkppmiltmil

32

0pp

t

1

1A,pk

kkppmil

32

0ppposition

1

pDpE,pApEtutAte 2 L

Apk

kkppmiltmil

3211

0pv

t

1A,pk

kkp

pkpmil

3211

0pv

pDpE,pApEtut21Ate 3

L

Apk

kkppmiltmil

3222

0pa

t

1A,pk

kkp

pkpmil

3222

0pa













1pmil;0,1k

kk1

pk

kkppmil 0

0p

3232

0pp

1

1pmil;1,k

kk1

pk

kkppmil 0

0p

323211

0pv

1pmil;2,k

kk1

pk

kkppmil 0

0p

323222

0pa










0

1

2

1kkk1 32

k

kk1 32

k

kk1 32

0

0 0

коефициент на грешката по задание и по натоварване

p

v a



точнос

т, инвер

снагреш

ка




0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

Time (sec)

Am

plitu

de (-


ts ts 2

ts 1

ts 0

tdte

0p

1p

2p

t

Apk

kkppmiltmil

32

0pp

t

1





0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Time (sec)

Am

plitu

de (-


ts

t

ts 2

ts 1

ts 0

tdte

0v

2v

1v

Apk

kkppmiltmil

3211

0pv

t





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Time (sec)

Am

plitu

de (-


ts ts 2

ts 1

ts 0

tdte

1a

2a

t

0a

Apk

kkppmiltmil

3222

0pa

t
















0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


ts ts 2

ts 1

ts 0

C

0a

C

1a

C

2a

t0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


ts ts 2

ts 1

ts 0

C

0p

C

1p

C

2p

t0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


ts ts 2

ts 1

ts 0

C

0v

C

1v

C

2v

t

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


ts ts 2

ts 1

ts 0

t

P

0p

P

1p

P

2p

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


ts ts 2

ts 1

ts 0

t

P

0p

P

1p

P

2p

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


ts

t

ts 2

ts 1

ts 0

P

0p

P

1p

P

2p

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


ts ts 2

ts 1

ts 0

1a

2a

t

0a

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


ts

t

ts 2

ts 1

ts 0

0v

2v

1v

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


ts ts 2

ts 1

ts 0

0p

1p

2p

t




статична

греш

капо

зада

ние

écar

ts p

erm

anen

ts c

onsig

neстатична

греш

капо

натоварван

еéc

arts

per

man

ents

àp

ertu

rba

tion

греш

капо

зада

ниеина

товарван

еéc

arts

per

ma

nent

s àd

eux

entré

es



ДИНАМИЧНА ТОЧНОСТИ ГРЕШКИ НА ПНЕВМАТИЧНИТЕИЗПЪЛНИТЕЛНИ МЕХАНИЗМИ ВПРЕХОДЕН (НЕСТАЦИОНАРЕН)

РЕЖИМ



преходен установеннестационарен режим (стационарен) режимrégime transitoire régime permanent(nonstationnaire) (stationnaire)

t

ts

0

1 tdyn

tdyn

tdyn

te

tdynдинамична грешкаécart dynamique

точнос

т, инвер

снагреш

ка



0

2dyn1 tdtJ

0

2dyn3 tdttJ

0

dyn2 tdtJ

0

dyn4 tdttJ

- index ISE (Integral Square Error)

- index IAE (Integral Absolute Error)

- index ITSE (Integral Time-multiplied Square Error)

- index ITAE (Integral Time-multiplied Absolute Error)

критерий “максимална динамична точност”критерий “минимална динамична грешка”


точнос

т, инвер

снагреш

ка



обобщен интегрален критерийindice intégral général

0

2dyn22

2dyn12

2dyn21

2dyn11

2dyn20

2dyn10

generaldyn td....tctcttctctctcJ



точнос

т, инвер

снагреш

ка



0

1

t2dyn

tt 2dyn

tdyn

tt dyn

tt

ts

0

1 tdyn

tdyn

tdyn



точнос

т, инвер

снагреш

ка



0

1

t

6

4

2

01 2

0

2dyn1 tdtJ

0

dyn2 tdtJ

0

2dyn3 tdttJ

0

dyn4 tdttJ

J 1,1k n

50,0ESImin

66,0EAImin

59,0ESTImin 75,0EATI

min


t2dyn

tt 2dyn

tdyn

tt dyn

точнос

т, инвер

снагреш

ка


tdtsda 0012

2

2



БЪРЗОДЕЙСТВИЕ И ТОЧНОСТ НАПРОЦЕСИТЕ В ПНЕВМАТИЧНИТЕИЗПЪЛНИТЕЛНИ МЕХАНИЗМИ



2,0 4,0 6,0 8,0 0,1 2,1

%5rt

%5rtenveloppe

onentielleexp

%,

75

50

25

tn

0

5

10

15

20

25

30

nim 00133267.0

максимално бързодействие

963.0 nim

минимална динамична грешка

6

4

2

0 0,1 0,2

J 1,1k n

0

2dyn1 tdtJ

0

dyn2 tdtJ

0

2dyn3 tdttJ

0

dyn4 tdttJ

50,0ESImin

66,0EAImin

59,0ESTImin

75,0EATImin


tdtsda 0012

2

2

nimt

963,0r

min

00133267.0 min



1,1

exp1002

6

4

2

0 0,1

J 1,1k n

0

2dyn1 tdtJ

0

dyn2 tdtJ

0

2dyn3 tdttJ

0

dyn4 tdttJ

50,0ESImin

66,0EAImin

59,0ESTImin

75,0EATImin

J 1,1k n

6

4

2

0

0

dyn4 tdttJ

3034,16ESImin

83754,2EATImin

0

2dyn3 tdttJ

0693,10ESTImin

0

dyn2 tdtJ

32953,6EAImin

0

2dyn1 tdtJ

0693,103034,16

83754,232953,6

минимална динамична грешкаминимална динамична грешка


tdtsda 0012

2

2




tdtsda 0012

2

2

1

2012

aa2a,1,%,1

exp100


0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80x

10.0

5.0

2.0

20.0

3.0

15.0

7.0

a x

0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80x

5

10

15

20a x

0693,10

3034,16

32953,60693,10

3034,16

83754,2

32953,6

минимална динамична грешкаминимална динамична грешка

10log

83754,2



ПНЕВМАТИЧНИИЗПЪЛНИТЕЛНИМЕХАНИЗМИ -

СТАТИЧНА ХАРАКТЕРИСТИКАИ ВАРИАЦИЯ НА ПОЗИЦИЯТА




%100PPf 1maxcomcom



позиция и вариация на позициятабез механичното натоварване отстрана на регулиращия орган

позиция във функцияот механичното натоварване отстрана на регулиращия орган

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

s0

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

0comP

0com

0 P

0comP

0comP

0

пневматичен изпълнителен механизъм - експлоатационни характеристикистатична характеристика; вариация на позицията

tPttCBmil 0com

00

t

pPp1pCBmil 0

com0

0p

0

0,2

0,4

0,6

0,8

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

0comP

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

0comP

0



позиция и вариация на позицията във функцияот механичното натоварване отстрана на регулиращия орган

вариация на позицията във функцияот механичното натоварване отстрана на регулиращия орган


%100PPf 1maxcomcom

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

0comP

0commPd

d

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

S1S2

S3S4

S5S6

S70

0,2

0,4

0,6

0,8

0comP




sвариация на позицията във функцияот механичното натоварване отстрана на регулиращия орган

предавателен коефициент на вариацията въвфункция от механичното натоварване от

страна на регулиращия орган

%100PPf 1maxcomcom

ПНЕВМАТИЧНИИЗПЪЛНИТЕЛНИМЕХАНИЗМИ

С ПОЗИЦИОНЕР Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a




пневматичен изпълнителен механизъм с позиционер



РЕГ

УЛИРА

Щ ОРГ

АН

РЕГ

УЛИРА

Щ ОРГ

АН

ПОЗИЦИОНЕР В СХЕМА НА ОБРАТНО ВКЛЮЧВАНЕПОЗИЦИОНЕР В СХЕМА НА ПРАВО ВКЛЮЧВАНЕ

p.Gk.k1

pG.kpH

ПИМ21

ПИМ1

УС

позиционерПИМ1

OB

k

kkpHlim

пневматичен изпълнителен механизъм с позиционер



- pG ПИМ

pk УС

pk OB

pPcom

pPcom

pпозиционер пим



пневматичен изпълнителен механизъм с позиционерексплоатационни характеристики

експлоатационна вариация на позицията

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

0ПИМ

ПИМ

0

позиционерПИМ

00

позиционерПИМ

0comP

0

%100PPf 1maxcomcom

ПНЕВМАТИЧНИИЗПЪЛНИТЕЛНИМЕХАНИЗМИ-

ДИНАМИЧЕН МОДЕЛ; СТАТИЧНА И

ДИНАМИЧНА ГРЕШКИ Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a




PRÉCISION STATIQUE ET ÉCARTES DU ACTIONNEURS EN RÉGIME

STATIONNAIRE

СТАТИЧНА ТОЧНОСТИ ГРЕШКИ НА ИЗПЪЛНИТЕЛНИТЕМЕХАНИЗМИ В УСТАНОВЕН

(СТАЦИОНАРЕН) РЕЖИМ


изпълнителни механизмипневматичен изпълнителен механизъм - динамичен модел; статична и динамична грешки

0 10 20 30 40 50 600

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


0 10 20 30 40 50 600

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


0 10 20 30 40 50 600

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


ts

t

te

tt

ts ts

te te


















pG pS pE p p pE

pG pS

mn'n;0,pDp

pN

apa...papap

bpb...pbpbpG

011'n

1'n'n

'n

011m

1mm

m

определя класа (типа) на системата

pE

pDppN

pDppE

pG1

1p

pE

pDppN

pDpmilpE

pG1

1pmilppmiltmil1

0p0p0pt

крайната стойност на грешката в преходен режим, т.е. на грешката в статичен (стационарен) режим сеопределя съобразно теоремата за крайната стойност

00

1

0p00

10

0ptbaesk,pE

pkpmilpE

pabpa

miltmil

статична грешка по управление écarts permanents pour systèmes à consigne



pApEtuAte L

Apk

pmilpA

pabpa

miltmil0p00

10

0p

Cp

t

1A,pk

pmil0p

pCposition

2pApEtutAte L

Apk

pmilpA

pabpa

miltmil1

0p2

00

10

0p

Cv

t

1A,pk

pmil1

0p

Cv

Cvitesse

3pApEtut2

1Ate

L

Apk

pmilpA

pabpa

miltmil2

0p3

00

10

0pa

t

1A,pk

pmil2

0p

Ca

Conaccélérati













1pmil;0,

1k1

pkpmil 0

0p0p

Cp

1pmil;1,

k1

pkpmil 0

0p

1

0p

Cv

1pmil;2,

k1

pkpmil 0

0p

2

0p

Ca







00 baesk

uê,yˆs,tebtsatdtsda

tdtsda 0022

2

2




0

1

2

1k

1

k

1

k

1

0

0 0

коефициент на грешката по задание

Cp C

v Ca






0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

Time (sec)

Am

plitu

de (-


ts ts 2

ts 1

ts 0 te

C

0p

C

1p

C

2p

t

Apk

pmilpA

pabpa

miltmil0p00

10

0p

Cp

t





0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Time (sec)

Am

plitu

de (-


te

ts ts 2

ts 1

ts 0

C

0v

C

1v

C

2v

t

Apk

pmilpA

pabpa

miltmil1

0p2

00

10

0p

Cv

t





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Time (sec)

Am

plitu

de (-


ts ts 2

ts 1

ts 0 te

C

0a

C

1a

C

2a

t

Apk

pmilpA

pabpa

miltmil2

0p3

00

10

0pa

t




p pE

pH

pS pG 2

pD

pG1

ppD

pHpGpG1

pHpGp P

21

2

pP pD

pG1 pS

pHpG2 1

0pE

p

pHpGpG1

pHpGpDp P

21

2




101011111

11 baesk;0,

pDppNpG

1

202022222

22 baesk;0,

pDppNpG

2

303033333

33 baesk;0,

pDppNpG

3

321

OCSBO

333

321

OCSBO

OCSBO

OCSBO

kkkk;0,pDpDpDp

pNpNpN

pDp

pNpG321

pD

pDppN

pDpNpNpp

OCSBO

OCSBO

132P

1




pD

pDppN

pDpNpNppt

OCSBO

OCSBO

132PP

1

pD

pDppN

pDpNpNppmilppmiltmil

OCSBO

OCSBO

132

0p

P

0p

P

t

1

pD

pDppN

pDpNpNpmilppmiltmil

OCSBO

OCSBO

1321

0p

P

0p

P

t

1

pDpk

kkp 321

P1








pApDtuAtd L

Apk

kkpmil

pA

pk

kkpmiltmil

32

0p

321

0p

Pp

t

11

1A,pk

kkpmil

32

0p

Pp

Pposition

1

2pApDtutAtd L



Apk

kkpmil

pA

pk

kkpmiltmil

321

0p2

321

0p

PV

t

1

1A,pk

kkpmil

321

0p

Pv

Pvitesse


3pApDtut21Atd

L



Apk

kkpmil

pA

pk

kkpmiltmil

322

0p3

321

0p

Pa

t

1

1A,pk

kkpmil

322

0p

Pa

Ponaccélérati




1pmil;0,

1k

kk

pk

kkpmil 0

0p

3232

0pp

1

1pmil;1,

k1

k

kk

pk

kkpmil 0

0p

32321

0pv

1pmil;2,

k1

k

kk

pk

kkpmil 0

0p

32322

0pa










0

1

2

1kkk 32

k1

k1

0

0 0

коефициент на грешката по натоварване

Pp P

v Pa






0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Time (sec)

Am

plitu

de (-


ts

t

ts 2

ts 1

ts 0

0te

td

P

0p

P

1p

P

2p

статична грешка по позицияerreur statique de position A

pk

kkpmiltmil

32

0p

Pp

t

1




0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Time (sec)

Am

plitu

de (-


ts ts 2

ts 1

ts 0

0te

td

t

P

0p

P

1p

P

2p

статична грешка по скоростerreur permanente de vitesse A

pk

kkpmiltmil

321

0p

PV

t




0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Time (sec)

Am

plitu

de (-


ts ts 2

ts 1

ts 0

0te

td

t

P

0p

P

1p

P

2p

статична грешка по ускорениеerreur permanente d’accélération A

pk

kkpmiltmil

322

0p

Pa

t



pppD

pHpGpG1

pHpGpE

pHpGpG1

1p PC

21

2

21

p pE

pH

pS pG 2

pD

pG1

pC pE

pHpGpG 21 pS

0pD

pP pD

pG1 pS

pHpG2 1

0pE

pp

pHpGpG1

pHpGpDpEp PC

21

2

статична грешка по управление и по натоварване écarts permanents pour systèmes à deux entrées



pppE

pHpGpG1

pHpGpE

pHpGpG1

1p PC

21

2

21

pppE

pHpGpG1

pHpG1p PC

21

2

p pE

pH

pS pG 2

pE

pG1

pC pE

pHpGpG 21 pS

pP pE

pG1 pS

pHpG2 1




pDpE,pApEtuAte L

Apk

kkppmiltmil

32

0pp

t

1

1A,pk

kkppmil

32

0ppposition

1

pDpE,pApEtutAte 2 L

Apk

kkppmiltmil

3211

0pv

t

1A,pk

kkp

pkpmil

3211

0pv

pDpE,pApEtut21Ate 3

L

Apk

kkppmiltmil

3222

0pa

t

1A,pk

kkp

pkpmil

3222

0pa













1pmil;0,1k

kk1

pk

kkppmil 0

0p

3232

0pp

1

1pmil;1,k

kk1

pk

kkppmil 0

0p

323211

0pv

1pmil;2,k

kk1

pk

kkppmil 0

0p

323222

0pa










0

1

2

1kkk1 32

k

kk1 32

k

kk1 32

0

0 0

коефициент на грешката по задание и по натоварване

p

v a






0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

Time (sec)

Am

plitu

de (-


ts ts 2

ts 1

ts 0

tdte

0p

1p

2p

t

Apk

kkppmiltmil

32

0pp

t

1





0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Time (sec)

Am

plitu

de (-


ts

t

ts 2

ts 1

ts 0

tdte

0v

2v

1v

Apk

kkppmiltmil

3211

0pv

t





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Time (sec)

Am

plitu

de (-


ts ts 2

ts 1

ts 0

tdte

1a

2a

t

0a

Apk

kkppmiltmil

3222

0pa

t











статична грешка по управление и по натоварване écarts permanents pour systèmes à deux entréesстатична грешка по позиция





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


ts ts 2

ts 1

ts 0

C

0a

C

1a

C

2a

t0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


ts ts 2

ts 1

ts 0

C

0p

C

1p

C

2p

t0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


ts ts 2

ts 1

ts 0

C

0v

C

1v

C

2v

t

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


ts ts 2

ts 1

ts 0

t

P

0p

P

1p

P

2p

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


ts ts 2

ts 1

ts 0

t

P

0p

P

1p

P

2p

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


ts

t

ts 2

ts 1

ts 0

P

0p

P

1p

P

2p

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


ts ts 2

ts 1

ts 0

1a

2a

t

0a

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


ts

t

ts 2

ts 1

ts 0

0v

2v

1v

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


ts ts 2

ts 1

ts 0

0p

1p

2p

t




статична

греш

капо

упра

влен

иеéc

arts

per

man

ents

con

signe

статична

греш

капо

натоварван

еéc

arts

per

man

ents

àp

ertu

rba

tion

греш

капо

упра

влен

иеина

товарван

еéc

arts

per

ma

nent

s àd

eux

entré

es



PRÉCISION DYNAMIQUE ET ÉCARTES DU ACTIONNEURS EN RÉGIME TRANSITOIRE

(NON STATIONNAIRE)

ДИНАМИЧНА ТОЧНОСТИ ГРЕШКИ НА ИЗПЪЛНИТЕЛНИТЕ

МЕХАНИЗМИ В ПРЕХОДЕН(НЕСТАЦИОНАРЕН) РЕЖИМ



преходен установеннестационарен режим (стационарен) режимrégime transitoire régime permanent(nonstationnaire) (stationnaire)

t

ts

0

1 tdyn

tdyn

tdyn

te




0

2dyn1 tdtJ

0

2dyn3 tdttJ

0

dyn2 tdtJ

0

dyn4 tdttJ

- index ISE (Integral Square Error)

- index IAE (Integral Absolute Error)

- index ITSE (Integral Time-multiplied Square Error)

- index ITAE (Integral Time-multiplied Absolute Error)




обобщен интегрален критерийindice intégral général

0

2dyn22

2dyn12

2dyn21

2dyn11

2dyn20

2dyn10

generaldyn td....tctcttctctctcJ




0

1

t2dyn

tt 2dyn

tdyn

tt dyn

tt

ts

0

1 tdyn

tdyn

tdyn




0

1

t

6

4

2

01 2

0

2dyn1 tdtJ

0

dyn2 tdtJ

0

2dyn3 tdttJ

0

dyn4 tdttJ

J 1,1k n

50,0ESImin

66,0EAImin

59,0ESTImin 75,0EATI

min

uê,yˆs,tebtsatdtsda

tdtsda 0022

2

2


t2dyn

tt 2dyn

tdyn

tt dyn



ppp estimsys

,,y

CLASS

,,y oo

tttte estimsys

,,y

CLASS

,,yi oo

estimsys

GG

O~

CLASS

GG~a ,t,tte

HH

t

0

estimsys

GG

O~

t

0

CLASS

GG~b td,ttd,tte

HH

t

0

estimsys

GG

O~

t

0

CLASS

GG~c td,ttd,tte

HH

%,100

td,t

td,ttd,t

tet

0

CLASS

GG~

t

0

estimsys

GG

O~

t

0

CLASS

GG~

d

H

HH

обобщени показатели на динамичната грешка



NOM

,y,tCLASS

,,y,tCLASS

,,y,t ooo yyy

NOM

),y,t(estimsys

,,y,t

estimsys

,,y,t ooo yyy

estimsys

,,y,t

CLASS

,,y,t,,y,t oooˆ

t

0

estimsysCLASS

c,g1estimsys

,,y,t

t

0

CLASS,,y,t1 teftdytdyte oo

estim

sysCLASS

c,g2

t

0

CLASS,,y,t

t

0

estimsys

,,y,t2 ef%,100tdytdy1e oo

a3

estimsys

),,y,t(

CLASS),,y,t(3 tef1te oo

d4

t

0

CLASS),,y,t(

t

0

estimsys

),,y,t(4 teftdtd1te oo




%100ee1 estimsys

1i1

iestimsys

e 1

%100ee1 estimsys

2i2

iestimsys

e 2

%100ee1 estimsys

3i3

iestimsys

e 3

%100ee1 estimsys

4i4

iestimsys

e 4

%,100e

ee

1

1~1i

1e

%,100e

ee

2

2~2i

2e

%,100e

ee

3

3~3i

3e

%,100e

ee

4

4~4i

4e




%1001 1eestimsys

1ei

estimsys

1

i

%1001 estimsys

22i

estimsys

2

i

%1001 3eestimsys

3ei

estimsys

3

i

%1001 4eestimsys

4ei

estimsys

4

i

%100tdEtdE1t

0

i

t

0

estimsysiestim

sys




означение наименование

обобщени показатели на качеството

estimsys

e отклонението от номиналната траектория на анализираната параметрически смутена система

estimsys

динамичната грешка на анализираната параметрически смутена система

I-во ниво -оценки на обобщените показатели на качеството по: 1e

намалението на интегралното отклонение на оценяваната система в сравнение с това на съответстващата й класическата система

2e процентното намаление на приведеното интегрално отклонение на оценяваната система от номиналната траектория

3e процентното намаление на грешката на оценяваната система в сравнение с грешката на съответстващата й класическата система

4e кратността на намаление на приведената интегрална грешка на оценяваната система (към грешката на съ-ответстващата й класическата система)

II-ро ниво -оценки на превъзходството в:

iestimsys

e 1

процентното намаление на приведеното интегрално отклонение най-добрата (*) от оценяваните системи в сравнение с класическата и с останалите оценявани системи при едни и същи условия

iestimsys

e 2

намаляване на отклонението от номиналната траектория на най-добрата (*) от оценяваните системи в срав-нение с класическата и с останалите оценявани системи при едни и същи условия

iestimsys

e 3

процентното намаление на грешката на най-добрата (*) от оценяваните системи в сравнение с класическата и с останалите оценявани системи при едни и същи условия

iestimsys

e 4

повишената динамична точност на най-добрата (*) от оценяваните системи в сравнение с класическата и с останалите оценявани системи при едни и същи условия




означение наименование

I-во ниво -оценки на ефективността на системата да поддържа:

i1e

минимално приведеното интегрално отклонение при промяна на експлоатационните условия към по-тежки

i2e

минимално отклонението при промяна на експлоатационните условия към по-тежки

i3e

постоянно процентното намаление на грешката при промяна на експлоатационните условия към по-тежки

i4e

постоянна динамична точност при промяна на експлоатационните условия към по-тежки

II-ро ниво -оценки на превъзходството в:

iestimsys

1

намаление на интегралното отклонение на най-добрата (*) от оценяваните системи при промяна на експлоа-тационните условия към по-тежки в сравнение с останалите системи

iestimsis

2

процентното намаление на приведеното интегрално отклонение на най-добрата (*) от оценяваните системи при промяна на експлоатационните условия към по-тежки в сравнение с останалите системи

iestimsys

3

процентното намаление на грешката на най-добрата (*) от оценяваните системи при промяна на експлоата-ционните условия към по-тежки в сравнение с останалите системи

iestimsys

4

робастната динамична точност на най-добрата (*) от оценяваните системи при промяна на сплоатационните условия към по-тежки в сравнение с останалите системи

-оценки на хидродинамичните загуби ~

iestimsys

приведеното увеличение на интегралните хидродинамични загуби в сравнение с тези на най-икономичната от анализираните системи при ( ~ ) условия на шумова емисия (хидродинамична ефективност на най-добрата от анализираните системи в сравнение с останалите от групата)

i~

промяна на интегралните хидродинамични загуби при преминаване към по-тежки експлоатационни условия (от нормални без шум към режими със спорадичен шум или с постоянна шумова емисия)




ROBa

CLASSl tete

Ote

tt ROB,,y

CLASS,,y oo

NOM

,y,t o

0y

White Noise Band-Limited Noise Power 20000

simple time 50 s


simple time 15 s

0y


simple time 30 s

nominal système pour

classique et robuste systèmes pourTo

To

py0p

pypp

0y

обобщени показатели на динамичната грешка - примери



CLASSlte ROB

ate tCLASS,,y o

tROB,,y o

0y


simple time 50 s


simple time 15 s

0y


simple time 30 s



To

py0p

pypp

0y




CLASSfte ROB

bte

ROBb

CLASSf tete

bte

ROBbte CLASS

bte

0y


simple time 50 s


simple time 15 s

0y


simple time 30 s



To

py0p

pypp

0y




CLASSgte

ROBc

CLASSg tete

ROBcte

cte

CLASScte

ROBcte

0y


simple time 50 s


simple time 15 s

0y


simple time 30 s



To

py0p

pypp

0y




CLASShte

ROBd

CLASSh tete

ROBdte

CLASSdte

dte

ROBdte

0y


simple time 50 s


simple time 15 s

0y


simple time 30 s



To

py0p

pypp

0y




1te %,te 3



To

py0p

pypp

0y 0y




%,te 2 4te



To

py0p

pypp

0y 0y




ХИДРАВЛИЧНИИЗПЪЛНИТЕЛНИМЕХАНИЗМИ






градивни елементи - хидравлични изпълнителни механизмиконструкции














PP1 P2

0 % 100 %

хидравличен изпълнителен механизъм



pP p pG ХИМ

-+бутало

P t F

M

d t

d t

2

2

B

d t

d t

хидравличен изпълнителен механизъм



сила, породена от разликата в наляганията върху ефективна площ F


сила от вискозно триене с коефициент на вискозно триене B tdtdB

22 tdtdM

FP

FtPtdtd

Btd

tdM 2

2

PMFtdtd

MBtd

td2

2

pPMFppMBp2

1pBMpFB

1pMBp

MF

pPΔpμ

pG2ХИМ

0pMBp2

хидравличен изпълнителен механизъм - динамичен модел







астатичнаси

стем

аот

втор

ире

д




jGХИМ

jGarg ХИМ

jGlog20 ХИМ

jGХИМ thХИМастатичнаси

стем

аот

втор

ире

д

зона на кавитация

зона на нечувствителност


d t

d t

P




P

Pcrit

Pcrit

tdd

%100

td

Pd

td

Pd

td

df

1

max

хидравличен изпълнителен механизъм; скоростна характеристика



вариация на скоростта

ЕЛЕКТРО-ДВИГАТЕЛНИ

ИЗПЪЛНИТЕЛНИМЕХАНИЗМИ





захранване обработка на изходния сигнал заобратна връзка по положение

управлениезахранване

ÐÈÐ

Î Â

1P

2P

12

3

45

67

8

9

10

11

R 5R 4

R 3R 2

C 2C 1D 1

C 3 R 6

D 2

D 3

1P1 2P1

1 4P 2 4P

1 3P2 3P

2 2P1 2P

Б 1

Б 2

R 7

R 8 C 4

C 5

КИ 1

КИ 2

Л 2

Л 3

К 2

асинхронен двигател

u

електродвигателен изпълнителен механизъм



ОВ

РИР

UU,00U;UUU,constS

UU,constS

tdtd

1

21H

2H

0U;UUUUUU

ST,pUpT

1pμ

λ2λ12λλ

HЕДИМλЕДИМ



електродвигателен изпълнителен механизъм

1

1

1 1 2 3 4 5

S H

X

X

H

S H

U 2U 1

H

паузаимпулс

импулс

tt

tγ

H

max

Std

td

H

max

Std

td

td

td tdS

td

H

U

pU pЕДИМ

p pЕДИМ

HS

td

td

0tt,tSγtμtμ паузаимпулсH

t импулс

t пауза

2

1

3

4

5

1

2

3

4

5S

dd t

dd t

dd t

dd t

dd tH

5 4 3 2 1

5 4 3 2 11

5A

A

A

A

A

режим на хлъзгане

U

U t A const A U

U t const

импулс

пауза

, 2

0


импулс

tt

tγ

HS1

tdtd

HStd

td




електродвигателен изпълнителен механизъм - динамичен модел

линеаризация с импулсно управление

H

max

Std

td


стем

аот

първире

д

ppT

1pμЕДИМ

pT

1p

pμpG

ЕДИМЕДИМ

ЕЛЕКТРОМАГНИТНИИЗПЪЛНИТЕЛНИМЕХАНИЗМИ






електромагнитен изпълнителен механизъм

възвратна пружина

задвижващ лостбо

бина

%0

%100




изпълнителни механизми - обобщение въз основа на динамичния модел

хидравлични изпълнителни механизми - астатична система от втори ред

PMF

td

tdMB

td

td2

2

pPMFppMBp2

електродвигателни изпълнителни механизми - астатична система от първи ред

ppμpT ЕДИМ

ttd

tμdT ЕДИМ

пневматични изпълнителни механизми - статична система от втори (първи) ред

tPt

td

td

C

B

td

td

C

M 0com

00

2

02

0CM,tPt

td

td

C

B 0com

00

pPp1pCB 0com

0

pMCpMCpMBp 02

ИНТЕЛИГЕНТНИИЗПЪЛНИТЕЛНИМЕХАНИЗМИ





интелигентни изпълнителни механизми



серийна цифровакомуникация RS 485

локалендисплей

локално базиранамикропроцесорна

IVM-система

процесни регулатори, DCS система за разпределено управление,

управление на заданието или напозицията на задвижващия лост

PC за диагностициране, калибриранаполучаване и обработка на данни

P1 P2

T

P3

P4

позиционер

преобразувател

I / P

контури зауправление на

PP1P2

температураразходпозиция

спомагателнивеличини

вторианалоговсигнал 4-20 mA

вход

изход

дискретенцифровсигнал

вход

изход

24 Vзахр

захранваневъздух

4-20 mA

акумулаторнобуферирана

RAM





сензор напозицията

4-20 mA

вторианалоговсигнал 4-20 mA

24 Vзахр

серийна цифровакомуникация RS 485 RS 485

P2

PC за диагностициране,получаване и обработка на данни

вход

изход

дискретенцифровсигнал

вход

изход

контури зауправление на

PP1P2

температураразходпозиция

спомагателнивеличини

P1

T

сензор напозицията

захранваневъздух

DCS система за разпределено управлениеобработка и настройка на параметри

локално базиранамикропроцесорна

IVM-система









преобразува-не на енергия

енергия къмдвигателя

модулиранена енергияенергия

енергия наизхода

предаванена енергия

въздействиена процеса

въздействие науправлението

модул управление,защита, база данни

двигател

механичнатрансмисия

действие модулиране на енергия

действие преобразуване на енергия

действие предаване на енергия

модулкомуникация

преобразувателна данни

преобразува-не на енергия

енергия къмдвигателя

модулиранена енергияенергия

енергия наизхода

предаванена енергия

въздействиена процеса

въздействие науправлението

модул зауправление и защита

двигател

механичнатрансмисия

действие модулиране на енергия

действие преобразуване на енергия

действие предаване на енергия

задвижване в конвенционален изпълнителен механизъм задвижване в интелигентен изпълнителен механизъм





функционална структура, поддържаща действиятаИНТЕЛИГЕНТНО ЗАДВИЖВАНЕ, ИЗМЕРВАНЕв интелигентен изпълнителен механизъм

модул зауправление двигател механична

трансмисия

проприоцептивни първични преобразуватели

проприоцептивни променливи

картина на проприоцептивни променливи

екстероцептивнипървични

преобразуватели

екстероцептивнипроменливи

картина на екстероцептивни променливи

модул зауправление двигател механична

трансмисия

функционална структура, поддържаща действиетоЗАДВИЖВАНЕ в конвенционален изпълнителен механизъм





IVM-концепцията в интелигентните изпълнителни механизми

непрекъснатото автоматично измерване на: пада на налягане върху управ-лявания от интелигентния механизъм ; разхода и температурата на дроселира-ния флуид; допълнителни (спомагателни) величини на флуида и режимите надвижение на флуида; спомагателни величини, определящи околната среда внепосредствено до (напр. околната температура); непрекъснатото автоматично измерване на величини, определящи режимана функциониране на ИИМ; налягането на върха и на дъното на ИИМ; захран-ващото налягане; I/P -преобразувателния изход и др.;

локално базирана микропроцесорна IVM-система за измерване, обработ-ка на данни, комуникация и интелигентно управление на дроселиращата сис-тема на РО; база данни (за експлоатационната разходна характеристика и кавитацион-ния индекс на РО, за режимните параметри на ИИМ) натоварена паметта наобектно базираната микропроцесорна IVM-система за управление;

обектно базирано PID- регулиране и/или регулиране с отчитане съществе-ната нестационарност на процесите в РО непосредствено при РО съвместнос цифрови комуникации обратно и от командната зала за многопланово при-ложение в режим Multi-User и Multi-Tasking режими на функциониране;

използване на системи от интелигентно управлявани РО, работещи в мрежа(мрежови системи) от ИИМ;

удовлетворяване на изискванията за разпределена интелигентност, предявя-вани към техническите средства в системите за разпределено управлениечрез поемане на локални интелигентни функции по вземане на решения и закомуникация.





автоматичен тест и самодиагностика за: настройка на обхват и на нула наИИМ; линейност на позиционера; линейност на I/P -преобразувателя; точно по-зициониране на РО, заедно с висока скорост на действие чрез използване наусилвател; теч в цилиндрите на ИИМ; състояние и годност на захранването наИИМ; неравности в седлото на РО; усукващо механично натоварване на PO ;термично натоварване на РО; температура на дроселирания флуид и наоколното пространство; появата на кавитационни или хидравлично-ударни ре-жими в РО чрез изчисление по въведените променливи, кавитационния индекси текущите стойности на величините на режимните показатели на процеса;алгоритмични инструменти за предсказуемо поддържане и обслужване на РОи на ИИМ по превантивна поддръжка и предварително-плановите ремонти. комуникация в системата за разпределено управление DCS -поддържане наFieldbus комуникация за многопланово приложение в режими Multi-User и Multi-Tasking;

измерване на параметри на потока (в т.ч. и на разхода) през РО и на темпе-ратурата на околната среда;

директно регулиране на параметри на потока флуид през РО.

ЗАКОНИ ЗАРЕГУЛИРАНЕ,АЛГОРИТМИ


закони за регулиране, алгоритми

pWpWpW изпълнуправАРУ

pW АРУ

p p


закони за регулиране


структура на автоматичното регулиращо устройство

закон за регулиране, алгоритъм на автоматичното регулиращо устройство

compte Augustin-Louis Cauchy (1760-1848) Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a


оператори за интегриране и диференциране

const x, 0h,h

xf-hxflimh,xflimxf0h10h

nn1-nn xdxfd xfxf

xdxfyxdxfyd

opérateursоператори

dérivée d’ordre premierпроизводна от първи ред xdxfdxf

xf ndérivée d’ordre nпроизводна от ред n

xdxfyintégrale

интеграл

:

nn xx

xdxfxy

xd

xfd


оператори за интегриране и диференциране от пълен ред


différentielleдиференциал

0x,0x,x,x,xxfxxf 1

xdxfxxfxfd

différentielle plaineпълен диференциал

ydy

y,xfxdx

y,xfy,xfd

yy

y,xfxx

y,xfy,xf

nnnnn xdxfxdxfxxfxfd

диференциал от ред ndifférentielle d’ordre n


оператори за интегриране и диференциране от пълен ред


nnnnnd

nnd tddD,0n,txDTtxTty

..,3,2,1:Nn,0n,n

opérateur global de dérivation d’ordre entier arbitraire nD


nnsformatiourier -trainverce Fo

,ωjTωjDty1-

n1-nd

n1-imp

-F

FF

on ansformatiaplace -tr-inverce L

,pTpDty1-

n1-nd

n1-imp

L

LL

2πnωjDarg,ωωjD

Tω,ωjωjD,ωTjωjDnn1

0n

1-d0

n10

nn

dn

nd

nnnd pTpD,pXpTpY

обобщен оператор за диференциране от произволен пълен ред


opérateur global d’intégration d’ordre entier arbitraire

..,3,2,1:Nn,0n,n

nIобобщен оператор за интегриране от произволен пълен ред

nnnni

nni ID,0n,txDTtxTty


nnsformatiourier -trainverce Fo

,ωjTωjDty1-

n1-ni

n1-imp

-F

FF

on ansformatiaplace -tr-inverce L

,pTpDty1-

n1-ni

n1-imp

L

LL

2πnωjDarg,ωωjD

Tω,ωjωjD,ωTjωjDnn1

0n

1-i0

n10

nni

n

ni

nnni pTpI,pXpTpY


Pierre-Simon, marquis de Laplace ( 1749-1827 )

Pierre-Simon, marquis de LaplaceLaplace Transform, Mathematical Physics



Jean Baptiste Joseph Fourier ( 1768–1830 )

Jean Baptiste Joseph FourierFourier Transform, Mathematical Physics



opérateur global d’intégration-dérivationd’ordre complexe arbitrairecompte Augustin-Louis Cauchy

Guillaume François Antoine Marquis de L'Hôpital,Gottfried Wilhelm von Leibniz

обобщен оператор заинтегриране-диференциранеот произволен комплексен ред

bja1-u

nbja-du

bja1-u

n

bjabjad

nnd

ωppD,Tω,ωppD

bjan,txTtxTty

compte Augustin-Louis CauchyGuillaume François Antoine Marquis de L'Hôpital,

Gottfried Wilhelm von Leibniz



обобщен оператор за интегриране-диференциране от произволен комплексен ред

Guillaume François Antoine, Marquis de l'Hôpital (1661-1704)

Guillaume François Antoine, Marquis de l'HôpitalDifferential and Integral Calculus, Mathematical Analyse



Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646 - 1716)

Gottfried Wilhelm von LeibnizDifferential and Integral Calculus, Mathematical Analyse



opérateur fondamentale de Riemann-Liouvilled’intégration-dérivation fractionnelle

d’ordre non entier arbitraire(Georg Friedrich Bernhard Riemann-Joseph Liouville)

..,3,2,1:Nn

10,0a,,dt

f1tfDtfI

0,a,,dt

f1tfDtfI

t

01t0t0

t

a1tata

фундаментални оператори за фракталноинтегриране и диференциране

от произволен непълен, дробен ред (Riemann-Liouville)




n1n,dt

f

td

d

n

1tfD

t

a1nn

n

ta

-fonction -функция

1x1xtdet1xx

tdet1xettdetx

yjxz,tdetz

0

t2x

0

t2x0

t1x

0

t1x

0

t1z




геометрични и физически интерпретации на операторитеза фрактално интегриране и диференциране

познати интерпретации на операторите от пълен целочислен ред

● интегралплощта, заключена под функцията f ( x ) за определен интервал на аргумента xи др.

● диференциалстръмност на функцията f ( x ) .скорост на изменение на функцията f ( x ) при промяна на стойността на x.и др.

2

1

x

x

dxxf

xdxfd



Рожденатадатанафракталнотоинтегриранеидиференциранее 30.09.1795За повече от 300 години, тази идея не бе свързана с някаква конкретнаФизическа или геометрична интерпретация. Тъй дълговременното отсъствиена подобна интерпретация бе дискутирана на световни форуми:New Haven, USA, 1974; University of Strathclyde (UK), 1984; Nihon University Japan, 1989;TMSF, Варна, Бъгария,1996. Изащото нашетовъзприятие сенуждае отподобнаинтерпретация върху фракталното интегриране и диференциране(аналогично на съответните целочислени оператори), то многобройниграфични и физически интерпретации на фракталното интегриране идиференциране могат да бъдат открити, систематизирани идемонстрирани върху феномените:● рекурсия в аналитични изображения на ирационални комплекснимножества;● пространствени преходи от и във векторни области;● математическа физика на неутриното - енергиен статус и преходи;● биохимия и мн. др. области процеси.




courbes fermées courbes ouvertes

courbes « critiques »

Jordan-courbes non Jordan-courbes courbes simples courbes non-simples




● определяне на площта в затворена джорданова крива с помощта на площта на предварително определена фигура




● определяне на площта в затворена джорданова крива с помощта на площта на предварително определена фигура




геометрични и физически интерпретации на операторитеза фрактално интегриране и диференциране - примери

● изобразяване множество от комплексни числа по реда на Манделброт



bruit&

perturbe

,s ttPID

NOMPID

perturbes t

PID


● изобразяване множество от комплексни числа и функции на комплексна променлива по реда на Найкуист





tt ,sPID

tt ,sIDG

NOMPID





tt ,sPID

tt ,sIDG

NOMPID



bruit&

perturbe

,s ttID

NOMID

NOMPID


bruit&

perturbe

,s ttPID




tc,ts,jQ 1

E





● Изображение на дървото на Питагор - Започва се с квадрат. Върху него се построяват 2 квадрата, намалени в мащаб 1:½√2 и страни, сключващи прав ъгъл. Същата процедура се прилага рекурсивно до безкрайност




● Нютон- решения на комплексен полином. Цветът е приет според стойността на получения корен, а интензивността му –съобразно необходимия брой итерации

jz,1zzp 5




● геометрична интерпретация на фрактален интеграл със “сянка на стената”

tsin5.0tItfI 75.0toto

tt1

1g

,gdtftfI

dtf1tfI

t

t

0

t1

to

t

0

1to




● геометрична интерпретация на Lie-трансформации във векторни пространства




ЗАКОНИ ЗАРЕГУЛИРАНЕ,ЕТАЛОННИ

АЛГОРИТМИ ОТПЪЛЕН РЕД



интегриране

диференциране

tdtfttftfd 11

h

tf-htflimtf

td

tfd0h

1

nn11nn tdtfdtftf

производна от пълен, целочислен ред

диференциал от пълен, целочислен ред n

МАТЕМАТИЧЕСКИ АНАЛИЗ

tdtfytdtfyd 11

интеграл от пълен, целочислен ред n



закони за регулиране, еталонни алгоритми с оператори от пълен ред

..,3,2,1:Nn,0n,n

nD

nI

..,3,2,1:Nn,0n,n


PjPpPPP eAkImjRejW

0;kA PpP

pP kpppW

tkt p

pkp p

преходна функция





tkt p

пропорционален P




пропорционален P

10-2 10-1 100 101 102-1

-0.5

0

0.5

1

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Bode plot P-regulateur

10-2 10-1 100 101 102-1

-0.5

0

0.5

1

Frequency (rad/sec)

Pha

se (

deg)

-1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)

Nichols Plot P-regulateur

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

Real (jw)

Imag

(jw

)

Nyquist plot P-regulateur

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Time (sec)

Am

plitu

de

Response Transitoire P-regulateur

tP jG P

jG P jG P

jGarg P

1k p

pk

pk

pk

pk

t1t




IjI

1IpIII eATkjImjRejW

2

;T

kA I

I

pI

1IpI pTkpppW

t

T

k

td

td

tdtT

kt

I

p

t

0I

p

ppTkp 1Ip






tTtkt Ip

интегрален I




интегрален I

10-2 10-1 100 101 102-40

-20

0

20

40

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Bode plot I-regulateur

10-2 10-1 100 101 102-91

-90.5

-90

-89.5

-89

Frequency (rad/sec)

Pha

se (

deg)

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Time (sec)

Am

plitu

de

Response Transitoire I-regulateur

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

Real (jw)

Imag

(jw

)

Nyquist plot I-regulateur

-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)

Nichols Plot I-regulateur

tI jG I

jG I jG I

jGarg I

1T;1k Ip

1II0 T

ITtg;

t1t




PIjPI

1IppPIPIPI eATkjkImjRejW

2

Ttgcra;T

k1kA IPI

2

I

ppPI

1IpPI pT1kpppW

td

tdkt

T

k

td

td

tdtT

ktkt

p

I

p

t

0I

pp

ppT1kp 1Ip






tTt1kt Ip

пропорционално-интегрален PI




пропорционално-интегрален PI

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Time (sec)

Am

plitu

de

Response Transitoire PI-regulateur

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

Real (jw)

Imag

(jw

)

Nyquist plot PI-regulateur

10-2 10-1 100 101 1020

10

20

30

40

50

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Bode plot PI-regulateur

10-2 10-1 100 101 102-100

-80

-60

-40

-20

0

Frequency (rad/sec)

Pha

se (

deg)

-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)

Nichols Plot PI-regulateur

tPI jG PI

jG PI jG PI

jGarg PI

1T;1k Ip

pk

pk

pk

pk

ITtg;

t1t




PDjPDDppPDPDPD eATkjkImjRejW

DPD2

DpPD Tgtcra;T1kA

pT1kpppW DpPD

td

tdTktkt Dpp

ppT1kp Dp






tT01kt Dp

пропорционално-диференциален PD




пропорционално-диференциален PD

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

Real (jw)

Imag

(jw

)

Nyquist plot PD-regulateur

10-2 10-1 100 101 1020

10

20

30

40

50

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Bode plot PD-regulateur

10-2 10-1 100 101 1020

20

40

60

80

100

Frequency (rad/sec)

Pha

se (

deg)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 900

5

10

15

20

25

30

35

40

45

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)

Nichols Plot PD-regulateur

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Time (sec)

Am

plitu

de

Response Transitoire PD-regulateur

tPD jG PD

jG PD jG PD

jGarg PD

1T;1k Dp

pk

pk

pk

pk

t1t




I

DPID

i

22Di

2ip

PIDT

1Tgtcra;

T

TT1TkA

pTpT1kpppW D1

IpPID

2

2

Dpp

I

p

Dp

t

0I

pp

td

tdTk

td

tdkt

T

k

td

td

td

tdTktdt

T

ktkt

PIDjPID

1iDppPIDPIDPID eATTkjkImjRejW

ppTpT1kp D1

Ip






tT0Tt1kt DIp

пропорционално-интегрален-диференциален PID






0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Time (sec)

Am

plitu

de

Response Transitoire PID-regulateur

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

Real (jw)

Imag

(jw

)

Nyquist plot PID-regulateur

-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 1000

5

10

15

20

25

30

35

40

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)

Nichols Plot PID-regulateur

10-2 10-1 100 101 1020

10

20

30

40

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Bode plot PID-regulateur

10-2 10-1 100 101 102-100

-50

0

50

100

Frequency (rad/sec)

Pha

se (

deg)

tPID jGPID

jGPID jGPID

jGarg PID

1T;1T;1k DIp

pk

pk

1II0 T 1

DD0 T

pk ITtg;

pk

t1t



Paul Adrien Maurice Dirac (1902-1984)




122

0xmil1x

1

0

xmilx

4x1

0

2

2milx

11

0xnisxmilx

11

0xiAmilx

11

1

01xJmilx

1n

x1

0x2Lemilx

2

11


1td0,0t,00t,

0

Ai - функция на Airy

J - функция на Bessel от първи род

L - полином на Laguerre по степените на произволно положително цяло число



tT0Tt1kt DIp


tT01kt Dp




x x x

x x

x

x

x

x

x

x

xx

x

x

x

122

0xmil1x

1

0

xmilx

4x1

0

2

2milx

11

0xnisxmilx

11

0xiAmilx

1

11

01xJmilx

11


1

nx1

0x2Lemilx

2


ЗАКОНИ ЗАРЕГУЛИРАНЕ,РАЦИОНАЛНИАЛГОРИТМИ ОТПЪЛЕН РЕД



основни принципи при създаването напромишлени автоматични регулиращи устройства



закони за регулиране, рационални алгоритми с оператори от пълен ред

,0

,0,pppWp OB

,0,

pW

1

ppW

p

p

pp*W

OBOB

- pW ИМ pW УС

pW OB

p p

p

p p

p*W

,0,

pW

pW

p

ppW

OB

ИМAPY

стру

ктур

аслине

аризир

ащаоб

ратнавръзка

УСУС k,k





pWpWpppW OBИМAPY

- pW ИМ pW УС

pW OB

p p

p

p p

p*W

pTpT1kpppW D1

IpPID

pWpWpWpTpT1kpW OBИМAPYD1

IpPID

ИМИМ

1

D1

I1

pИМOB kpW,pTpT1kkpW

pTkpW,pTpT1kpTkpW ИМИМИМ

1

D1

I1

p1

ИМИМPID

OB

УСУС k,k

стру

ктур

аслине

аризир

ащаоб






,0

,0,pppWp OB

,pW

1

pWp

p

p

ppW

OBOB

APY

,0

- pW ИМ pW УС

pW OB

p p

p

p p

УСУС k,k

стру

ктур

аслине

аризир

ащаоб






- pW ИМ pW УС

pW OB

p p

p

p p

pW1pppW OBAPY

pTpT1kpppW D1

IpPID

pW1pWpTpT1kpW OBAPYD1

IpPID

ИМИМ

1

D1

I1

pPID

OB kpW,pTpT1kpW

pTkpW,pTpT1kpW ИМИМИМ

1

D1

I1

pPID

OB

УСУС k,k

стру

ктур

аслине

аризир

ащаоб






pWpWpWpppW ИМ21APY

pTpT1kpppW D1

IpPID

pWpWpWpWpTpT1kpW ИМ21APYD1

IpPID

ИМИМ111 kpW,p1p+TkpW

ИМИМ

I

I2

DIp

21

21ИМ1APY kpW,

pT

1pTpTTk

pTT

1p+T1p+TkkpW

сери

йна

(пос

ледо

вателна

) структура

(a)

pW ИМ pW 2

p p

pW 1

ИМИМ2122 kpW,TT1p+TpW





3

1i

iИМ0APY pWpWpWpppW

pTpT1kpppW D1

IpPID

3

1i

iИМ0APYD1

IpPID pWpWpWpWpTpT1kpW

pTpW;pTpW;p1pW;kkpW D31

121ИМp0

ади

тивнастру

ктур

а

pW 2

p

pW ИМ

p pW 1

pW 3

pW 0

ИМИМD1

IpPID

APY kpW,pTpT1kpW





3

1i

iИМ0APY pWpWpWpppW

pTpT1kpppW D1

IpPID

3

1i

iИМ0APYD1

IpPID pWpWpWpWpTpT1kpW

pTpW;pTpW;p1pW;kkpW D31

121ИМp0

ади

тивнастру

ктур

а

pW 2

p

pW ИМ

p pW 1

pW 3

pW 0

ИМИМD1

IpPID

APY kpW,pTpT1kpW

зависимост на характеристиките от стойностите на динамичните параметри занастройка




pWpWpWpppW ИМ21APY

pTpT1kpppW D1

IpPID

pWpWpWpWpTpT1kpW ИМ21APYD1

IpPID

1kpW,pT1p+TkpW ИМИМIIp1

1pW,pT

1pTpTTk

1pTpT

1p+T1p+TkpW ИМ

I

I2

DIp

FI

DI1APY

сери

йна

(пос

ледо

вателна


(b)

pW ИМ pW 2

p p

pW 1

1kpW,1pT1p+TpW ИМИМFD2

0 10 20 30 40 50 60 70 80-80

-60

-40

-20

0

20

40

Real (jw)

Imag

(jw

)


-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 800

5

10

15

20

25

30

35

40

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)

Nichols Plot PID-regulateurconstsec5T;constsec2T;6.15.0k DIp

10-2

10-1

100

101

102

0

10

20

30

40

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

b)


10-2

10-1

100

101

102

-100

-50

0

50

100

Frequency (rad/sec)

Pha

se (

deg)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

2

4

6

8

10

12

Time (sec)

Am

plitu

deResponse Transitoire PID-regulateur



tPID

jGPID

jGPID

jGPID

jGarg PID

пропорционално-интегрален-диференциален PIDзакони за регулиране, рационални алгоритми с оператори от пълен ред

хара

ктер

истики

-стойн

ости

нади

намични

тепа

раметри

зана

стро

йка

5.0k p

6.1k p

5.0k p

6.1k p

t1t

сери

йна

(пос

ледо

вателна


(b)

-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80-5

0

5

10

15

20

25

30

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)


10-2

10-1

100

101

102

-10

0

10

20

30

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

b)


10-2

10-1

100

101

102

-100

-50

0

50

100

Frequency (rad/sec)

Pha

se (

deg)

0 5 10 15 20 25-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

Real (jw)

Imag

(jw

)


0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

2

4

6

8

10

12

Time (sec)

Am

plitu




tPID

jGPID

jGPID

jGPID

jGarg PID


constsec5T;sec142T;const5.0k DIp


s2T I

s2T I

s2T I

s2T I

t1t

хара

ктер

истики

-стойн

ости

нади

намични

тепа

раметри

зана

стро

йка

сери

йна

(пос

ледо

вателна


(b)

-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 800

5

10

15

20

25

30

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)


10-2

10-1

100

101

102

0

10

20

30

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

b)


10-2

10-1

100

101

102

-100

-50

0

50

100

Frequency (rad/sec)

Pha

se (

deg)

0 5 10 15 20 25-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

Real (jw)

Imag

(jw

)


0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

2

4

6

8

10

12

Time (sec)

Am

plitu




tPID

jGPID

jGPID jGPID

jGarg PID


sec165T;constsec2T;const5.0k DIp


s5TD

s5TD

s5T D

s5T D

t1t

хара

ктер

истики

-стойн

ости

нади

намични

тепа

раметри

зана

стро

йка

сери

йна

(пос

ледо

вателна


(b)

0 10 20 30 40 50 60 70 80-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)

Nichols Plot PD-regulateur

10-2

10-1

100

101

102

-10

0

10

20

30

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Bode plot PD-regulateur

10-2

10-1

100

101

102

0

20

40

60

80

Frequency (rad/sec)

Pha

se (

deg)

0 5 10 15 20 250

2

4

6

8

10

12

14

Real (jw)

Imag

(jw

)

Nyquist plot PD-regulateur

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

2

4

6

8

10

12

Time (sec)

Am

plitu

deResponse Transitoire PD-regulateur

sec165T;const5.0k Dp



tPD jG PD

jG PD

jG PD

jGarg PD

закони за регулиране, рационални алгоритми с оператори от пълен редпропорционално-диференциален PD

s5TD

s5TD

t1t

хара

ктер

истики

-стойн

ости

нади

намични

тепа

раметри

зана

стро

йка

сери

йна

(пос

ледо

вателна


(b)

хара

ктер

истики

-стойн

ости

нади

намични

тепа

раметри

зана

стро

йка



закони за регулиране, рационални алгоритми с оператори от пълен редпропорционално-диференциален PD

tPD jG PD

jG PD

jG PD

jGarg PD

6.1k p

6.1k p

6.1k p

5.0k p

t1t

сери

йна

(пос

ледо

вателна


(b)

constsec5T;6.15.0k Dp

хара

ктер

истики

-стойн

ости

нади

намични

тепа

раметри

зана

стро

йка



закони за регулиране, рационални алгоритми с оператори от пълен редпропорционално-интегрален PI

constsec2T;6.15.0k Ip

tPI

jG PI

jG PI jG PI

jGarg PI

6.1k p

6.1k p

6.1k p

6.1k p

t1t

сери

йна

(пос

ледо

вателна


(b)

хара

ктер

истики

-стойн

ости

нади

намични

тепа

раметри

зана

стро

йка


закони за регулиране, рационални алгоритми с оператори от пълен редпропорционално-интегрален PI

сери

йна

(пос

ледо

вателна


(b)

sec142T;const5.0k Ip

tPI

jG PI

jG PI jG PI

jGarg PI

s2TI

s2TI

t1t


непрекъсната предавателна функция

znlTp;ez

TnisezIm,TsocezRe;zImjzRez

TnisejTsoceez

;zzdc

zbaz;z

dzc

bzaz

10

pT

TT

TTpT

1

1

11

0

00

000

0

0

n0

1n1n

nn

m0

1m1m

mm

АРУpapapa

pbpbpb

p

ppW

0

0

n10

1n11n

n1n

m10

1m11m

m1m

1

11

АРУzazaza

zbzbzb

z

zzW



закони за регулиране, дискретни алгоритми с оператори от пълен ред

дискретна предавателна функция

jp

линейни оператори за трансформация

Alaoui-Al

Simpson

Tustin

Letnikov-Grünwald- Euler

7z1

z1

T7

8zDp

zz41

z1z1

T

3zDp

z1

z1

T

2zDp

z1T

1zDp

1

1

0

1

21

11

0

1

1

1

0

1

1

0

1




дискретна предавателна функция

znlTp;ez

,zzrzzrzzr

zzqzzqzq

10

pT

1nm

11mn1

1mn0

1nn

111

10

0

znlTp;ez

,zqzqzqzqq

zrzrzrzr

z

zzW

10

pT

nn

1n1n

22

110

nm

2mn2

1mn1

mn0

1

1

1АРУ

0

0m0100

0n020100

TnkrT1mnkrTmnkr

TnkqT2kqT1kqTkq




диференчно уравнение

t

0

1ipI tdtTkt 0

1k

1i

1I0I Tk,iTTk

tdtdTkt DpD 01

0DD Tk,1kkTTk

tkt pP 0pP Tk,kkk

1kkTTiTTkkk

tdtdTktdtTktkt

10D

1k

1i

1I0p

Dp

t

0

1ipp

2k1kTTiTT1kk1k 10D

2k

1i

1I0p

2kTTk1kTTTT21kkTT1k1kk 10Dp

1I0

10Dp

10Dp

2kTTk1kTTTT21kkTT1k1kk 10Dp

1I0

10Dp

10Dp

2kq1kqkq1kk 321 Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a


закони за регулиране, дискретни алгоритми с оператори от пълен редпропорционално-интегрален-диференциален PID

s5,0T,s2T,s5T;1kT

Tq;

T

T

T

T21q;

T

T1q

2kq1kqkqk1kk

0DIp

0

D2

I

0

0

D1

0

D0

210pA

s5,0T,s2T,s5T;1kT

Tq;

T

T1q;

T

T

T

T2q;

T

T1q

3kq2kq1kqkqk1kk

0DIp

0

D3

0

D2

I

0

0

D1

0

D0

3210pB

kA kB



закони за регулиране, дискретни алгоритми с оператори от пълен редпропорционално-интегрален-диференциален PID

ЗАКОНИ ЗАРЕГУЛИРАНЕ,ЕТАЛОННИ

АЛГОРИТМИ ОТНЕПЪЛЕН РЕД




диференциранеФРАКТАЛЕН МАТЕМАТИЧЕСКИ АНАЛИЗ

интеграл от непълен, дробен ред



закони за регулиране, еталонни алгоритми с оператори от непълен ред

диференциал от непълен, дробен ред

t

01n

n

t dt

f

n

1tfD

..,3,2,1:Nn;n1n

ta D

ta I

..,3,2,1:Nn;n1n

t

01t d

t

f1tfI

закони за регулиране, еталонни алгоритми с оператори от непълен ред

0

t2x

0

t1x

0

t1z tdet1xtdetx;yjxz,tdetz

гама-функция


tdtfytdtfyd 11

интеграл от пълен, целочислен ред

..,3,2,1:Nn;n1n

,dt

f1tfIt

01t

интеграл от непълен, дробен ред

диференциране

tdtfttftfd 11

h

tf-htflimtf

td

tfd0h

1

nn11nn tdtfdtftf

производна от пълен, целочислен ред

диференциал от пълен, целочислен ред

n

..,3,2,1:Nn;n1n

,dt

fn1tfD

t

01n

n

t

диференциал от непълен, дробен ред n

МАТЕМАТИЧЕСКИ АНАЛИЗ

n

Е. Николов

ФРАКТАЛЕН МАТЕМАТИЧЕСКИ АНАЛИЗ



ЗАКОНИ ЗАРЕГУЛИРАНЕ,РАЦИОНАЛНИАЛГОРИТМИ ОТНЕПЪЛЕН РЕД




2n

0

0

0

1-d0

n

0

Tω,ω

ωjωjD

srad,ω

srad,ω

oct6 Bd,n

rad,jωDarg

Bd,jωDlog20octBd,6

2

1-d0

0

Tω,ωωjωjD

апроксимиращ диференциатор от непълен ред - честотна характеристикадиференциатор от пълен ред - честотна характеристика

2πnωjDarg;ωωjDn1

0

1-d0

n10

n

d Tω,ωjωTjωjD 1-d0

10d Tω,ωjωTjωjD

2πωjDarg;ωωjD 10

закони за регулиране, рационални алгоритми с оператори от непълен ред


ta D

полиномиална рекурсивна апроксимация

'ii

N

1i

1

i'ih

uapp j1j1jDˆjD


kO

1pT

1pT

2

1

1pT

1pT

4

3

1pT

1pT

2N2

3N2

1pT

1pT

N2

1N2

px py

pDpD app

2 1 N' 2

' 1' N

0

A Bu b hc



ta D


2n

0

0

0

Bd,jωDlog20

rad,jωDarg

1-i0

n

0

Tω,ω

ωjωjD

srad,ω

srad,ω

oct6 Bd,n

2

octBd,6α

1-i0

0

Tω,ωωjωjD

интегратор от пълен ред - честотна характеристикаапроксимиращ интегратор от непълен ред - честотна характеристика

2πnωjDarg;ωωjDn1

0

1-i0

n10

ni Tω,ωjωTjωjD

2πωjDarg;ωωjD 10

1-i0

10i Tω,ωjωTjωjD



ta I

'ii

N

1i

1

i'ih

uapp j1j1jIˆjI


kO

1pT

1pT

2

1

1pT

1pT

4

3

1pT

1pT

2N2

3N2

1pT

1pT

N2

1N2

px py

pIpI app

2 1 N' 2

' 1' N

0

A Bu b hc

полиномиална рекурсивна апроксимациязакони за регулиране, рационални алгоритми с оператори от непълен ред


ta I

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 110

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Real (jw)

Imag

(jw

)

Nyquist plot du Systeme "Force"

1

M

0

jG

1

1

oM

10jG jG

21

2

TT

T

Real (jw)

Imag

(jw)

Nyquist plot du Systeme “Force”

101 102 103 104 105 1060

5

10

15

20

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Bode plot du Systeme "Force"

101 102 103 104 105 1060

20

40

60

Frequency (rad/sec)

Pha

se (

deg)

1

1

1

M

1

1

M

1

oM

jG

gl20jG

21

2

TT

T

21

2

TT

T

Bode plot du Systeme “Force”

Frequency (rad/sec)

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

B)

Pha

se

(deg

) jGarg

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 1200

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

log10 (Frequence) (rad/s)

Logaritmique plot du Systeme "Force"

11

M

1

gol20

jL21

2

TT

T

Logaritmique plot du Systeme “Force”

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

B)

Log 10 (Frequency) (rad/sec)

0 10 20 30 40 50 600

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Frequence (rad/s)

Nichols plot du Systeme "Force"

1 1

1

M

1

0 oM

jG

gl20jG

21

2

TT

T

Nichols plot du Systeme “Force”

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

B)

Phase (grad)

Е. Николов

1pT

1pT

2

1



полиномиална рекурсивна апроксимация

0 1 2 3 4 5 6

x 10-4

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Time (sec)

Am

plitu

de (

-)Step response du Systeme "Force"

1 th

k

21 TT

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)Step Response du Systeme “Force”

0 2 4 6

x 10-4

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0x 10

4

Time (sec)

Am

plitu

de (

-)

Impulse Response du Systeme "Force"

1 tw

21 TT

Impulse Response du Systeme “Force”

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)Pole-Zero Map

Real Axis

Imag

Axi

s

-2 -1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0

x 104

-0.01

-0.008

-0.006

-0.004

-0.002

0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

1

ox1p

zéropôle

1z

plan complexe p pmIj

peR

Pole-Zero Map

Real Axis

Imag

Axi

s

Root Locus

Real Axis

Imag

Axi

s

-2 -1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0

x 104

-0.01

-0.008

-0.006

-0.004

-0.002

0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

1plan complexe p

peR

pmIj

ox1p

zéropôle

1z

Root Locus

Imag

Axi

s

Real Axis Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a


полиномиална рекурсивна апроксимация 1pT

1pT

2

1

101 102 103 104 105 106-20

-15

-10

-5

0

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Bode plot du Systeme "Force"

101

102

103

104

105

106

-60

-40

-20

0

Frequency (rad/sec)

Pha

se (

deg)

1

1

1

M

1

1

M

1

oM

jG

gl20jG

21

2

TT

T

21

2

TT

T

jGarg

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

B)

Pha

se

(deg

)

Bode plot du Systeme “Force”

Frequency (rad/sec)

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120-20

-18

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

log10 (Frequence) (rad/s)

Logaritmique plot du Systeme "Force"

M

gol20

jL

1 1

1

21

2

TT

T

Logaritmique plot du Systeme “Force”

Log 10 (Frequency) (rad/sec)

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

B)

-60 -50 -40 -30 -20 -10 0-20

-18

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Frequence (rad/s)

Nichols plot du Systeme "Force"

1 jG

21

2

TT

T

1

M

1

0

gl20jG

oM

Nichols plot du Systeme “Force”

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

B)

Phase (grad)

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1-0.5

-0.45

-0.4

-0.35

-0.3

-0.25

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

Real (jw)

Imag

(jw

)Nyquist plot du Systeme "Force"

1

M

0

jG

1

1

oM

10jG jG

21

2

TT

T

Nyquist plot du Systeme “Force”Im

ag(jw

)

Real (jw)




1pT

2

1

0 1 2 3 4 5 6

x 10-3

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Time (sec)

Am

plitu

de (

-)Step response du Systeme "Force"

1 th

21 TT

kStep Response du Systeme “Force”

Am

plitu

de (-

)

Time (sec)

0 1 2 3 4 5 6

x 10-3

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Time (sec)

Am

plitu

de (

-)

Impulse Response du Systeme "Force"

1

21 TT

twImpulse Response du Systeme “Force”

Ampl

itude

(-)

Time (sec)

Pole-Zero Map

Real Axis

Imag

Axi

s

-2 -1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0

x 104

-0.01

-0.008

-0.006

-0.004

-0.002

0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

x1p

pôle

ozéro

1z

1

plan complexe p

pmIj

peR

Pole-Zero Map

Imag

Axi

s

Real Axis

Root Locus

Real Axis

Imag

Axi

s

-2 -1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0

x 104

-0.01

-0.008

-0.006

-0.004

-0.002

0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

o xzéro pôle

1z

plan complexe p pmIj 1

peR

Root Locus

Imag

Axi

s

Real Axis

1p




1pT

2

1

АЛГОРИТМИ ЗА УПРАВЛЕНИЕ ОТ ПЪЛЕН РЕД АЛГОРИТМИ ЗА УПРАВЛЕНИЕ ОТ НЕПЪЛЕН РЕД

pTpT1kpDIP D1

IPSE

ЕТАЛОНЕН АЛГОРИТЪМ ЗА УПРАВЛЕНИЕ ОТ НЕПЪЛЕН РЕД

..,3,2,1:Nn;n1n;n1n

pkpkpDI D01

I0nene

ЕТАЛОНЕН АЛГОРИТЪМ ЗА УПРАВЛЕНИЕ ОТ ПЪЛЕН РЕД

N

1j j

j

Dh

DbD0

M

1i i

i

Ih

IbI0appapp

pT1

pT1

pT1pT1

kpT1

pT1

pT1pT1

kpDIee

1

Dh1

Db1

Ih1IbD0I0jjne

iineBAma

TTTT;ji;kk;TT;,1

,TT;,1,,,

РАЦИОНАЛЕН АЛГОРИТЪМ ЗА УПРАВЛЕНИЕ ОТ НЕПЪЛЕН РЕД

РАЦИОНАЛЕН АЛГОРИТЪМ ЗА УПРАВЛЕНИЕ ОТ ПЪЛЕН РЕД

1pT

pTpT

1pTkpDIP

F

D

I

IPapp


закони за регулиране, алгоритми с оператори от непълен ред



N

1j j

j

Dh

DbD0

M

1i i

i

Ih

IbI0appapp

pT1

pT1

pT1pT1

kpT1

pT1

pT1pT1

kpDIee

честотни съотношения на полиномиална дробно-рационална рекурсивна апроксимация на интегро-диференциране от непълен ред

c 02I1I NI2I1I NI

0

2D1D ND2D1D ND

AI BI AD BD

bI hI hDu bD

1pT

pTpT

1pTkpDIP

F

D

I

IPapp

pPIDpPID app

p pupT

1pT

I

I

1pT

pT

F

D

pk

pDIpDI appappnene

1pT1pT

2

1

1pT1pT

4

3

1pT1pT

2N2

3N2

1pT1pT

N2

1N2

p pupk





+EUSU

-

3R

1R 2R

2C

1C

3C

+EU -

+ SU-

Fn108C

Fn106C

Fn104C

Fn102C

Fn101C

Fn103C

Fn105C

Fn107C

M110R

M111R

M18R

M19R

M17R

M16R

M15R

M14R

M11R

M12R

M13R




pTpT1kpDIP D1

IPSE

tdtdTktdtTktktu DP

t

0

1iPP

1kkTTkiTTkkkku D1

0P

k

1i

1i0PP

2kTTk1kTTk2k

kTTkTTkk1kuku

D1

0PD1

0PP

D1

0P1

i0PP

ДИФЕРЕНЧНО УРАВНЕНИЕ- АЛГОРИТЪМ ОТ ПЪЛЕН РЕД




N

1j j

j

Dh

DbD0

M

1i i

i

Ih

IbI0appapp

pT1

pT1

pT1pT1

kpT1

pT1

pT1pT1

kpDIee

N

1j1

1N

11N0N

D0

M

1i1

1M

11M0M

I01

appappzb1

zaak

zb1

zaakzDI

4-23.47793-3.19117-2-4.286761-19118-59.4779

4-u999387.0-3u99816.32-u99816.5-1-u99939.35-10.0312.04-10.1562.03-10.3124.0

2-10.3124.01-10.1562.010.0312.05-u4-u9990.4-3-u9971.92-u9971.91-u9990.4u

101010

101010

10e

1ii

1eii

1ii1i

1i

1iii1i

1i

1iii0i

11i

11i0i

Tf;2f;;ffgtk;k1k1b

;k1k1a;k1k1azb1

zaa

sec,0001.0T;secrad/75.4383875.4;466.1;5.0

T;;;T

0

00

;циядискретиза на такт-време одискретнот на брояч-kвреме одискретнот-k

1z99939.3-z99816.5z99816.3z999387.059.4779z19118-z4.28676z3.19117z23.4779

1-z9990.4 z9971.9 -z9971.9 z9990.4-z0312.0 z1562.0 z3124.0z3124.0 z1562.0 z3120.010zDI

1234

1234

12345

12345101

appapp

ДИФЕРЕНЧНО УРАВНЕНИЕ- АЛГОРИТЪМ ОТ НЕПЪЛЕН РЕД





pTpT1kpDIP D1

IPSE

АЛГОРИТЪМ ЗА УПРАВЛЕНИЕ ОТ НЕПЪЛЕН РЕД

АЛГОРИТЪМ ЗА УПРАВЛЕНИЕ ОТ ПЪЛЕН РЕД

ДИФЕРЕНЧНО УРАВНЕНИЕ АЛГОРИТЪМ ЗА УПРАВЛЕНИЕ ОТ НЕПЪЛЕН РЕД

4-23.47793-3.19117-2-4.286761-19118-59.47794-u999387.0-3-u99816.32-u99816.5-

1-u99939.35-10.0312.04-10.1562.03-10.3124.0

2-10.3124.01-10.1562.010.0312.05-u

4-u9990.4-3-u9971.92-u9971.9-1-u9990.4u

101010

101010

ДИФЕРЕНЧНО УРАВНЕНИЕ НА АЛГОРИТЪМ ЗА УПРАВЛЕНИЕ ОТ ПЪЛЕН РЕД

2-kTTk1-kTTk2-k-

kTTkTTkk1-kuku

D1

0PD1

0PP

D1

0P1

i0PP

..,3,2,1:Nn;n1n;n1n

pkpkpDI D01

I0nene




appapp DI

appDIP

th

th

jR SNE

jR SE

АЛГОРИТЪМ ОТ НЕПЪЛЕН РЕД

АЛГОРИТЪМ ОТ ПЪЛЕН РЕД

appapp DI

appDIP




jR SNE

jR SE

SNE10 Rlog20

jR SNE

SE10 Rlog20

jR SE

appapp DI

appDIP

appapp DI

appDIP

appapp DI

appDIP


АЛГОРИТЪМ ОТ НЕПЪЛЕН РЕД

АЛГОРИТЪМ ОТ ПЪЛЕН РЕД





количествени оценки на алгоритмичните възможности на промишлените регулатори

КОЛИЧЕСТВЕНИОЦЕНКИ НА

АЛГОРИТМИЧНИТЕВЪЗМОЖНОСТИ

НА ПРОМИШЛЕНИТЕРЕГУЛАТОРИ




?

pW EАРУ

p p

еталонен алгоритъм

pW RАРУ

p p

промишлен регулатор




между реалните функционални възможности на серийно произвежданите (промишлени) технически средства за автоматизация и еталонните алгоритми за управление и регулиране съществуват различия, основаващи се преди всичко на реализацията напромишлените ТСА с електрически, цифрови, пневматични, хидравлични и механични градивни елементи. Факторите, определящи тези различия, могат да се обобщят в две групи. ВЪТРЕШНИ ФАКТОРИ : ● механично триене и натоварване; механични вибрации; ● механични луфтове; механични ограничения - геометрични в пространството; ● механични ограничения - ограничения в движението (движение с постоянна скорост; движение с ограничена от натоварването скорост и др.); ● маса и подвижни елементи; ● еластични елементи; ● стареене на материалите; ● вискозно триене на използвания работен несвиваем флуид; ● изменящи се режими на движение на работния флуид (ламинарно движение, турбулентно движение, пулверизация, кавитация, суперкавитация, хидравличен удар при несвиваем работен флуид); ● изменящи се режими на движение на работния флуид (звук от до- и над- звукова скорост на движение на свиваем работен флуид); ● изменящи се режими на движение на работния флуид (втечняване на свиваемия работен флуид и преминаване във двуфазна среда); ● хидравлично натоварване; ● дискретизация на сигналите по ниво; дискретизация на сигналите по време; дискретизация на сигналите и по ниво и по време; ● схемната структура и реализиращата технология (електрическа, пневматична, хидравлична, комбинирана; непрекъсната, дискретна, релейно-импулсна, цифрова) на реализация. ВЪНШНИ ФАКТОРИ: ● флуктуации в енергозахранването (електрическо, пневматично, хидравлично); ● флуктуации на температурата, влажността, налягането (атмосфера, хид росфера) на околната среда; ● интензивността на лъчение; ● полета (магнитни и електромагнитни) и радиационен фон на околната среда; ● механичната абразивност; химическа и биологическа и агресивност на околната среда и на работната среда (управление в условията на промишленото производство на хидродинамични параметри на суспензии, пулпове, основи, киселини и др.)




pW EАРУ

p p


pW RАРУ

p p

промишлен регулаторизображение в характеристиката “еталонен” опоним в аналитичното описание

разривност - непрекъснатост нелинейност - линейност

несиметричност - симетричност

нееднозначност - еднозначност

нестационарност - стационарност

нечувствителност - чувствителност

ограниченост (насищане) - неограниченост

инерционност (закъснение) - безинерционност

X

Q

Q

W

W

P

P

X

P1

P2

P3

P`3

P4

w1

w2

w w2

w1

f1

f f f1

f1

D1

D D D1

D1

налягане

скорост

сечение

диаметър

P*

P0

w*

w0

1 2 3 3 4'

PPO

L

1 2 3 3 4'

разход

régime stationnaire

величини, процеси и режими на движение на флуидаколичествени оценки на алгоритмичните възможности на промишлените регулатори



ламинарен режим

турбулентен режим

кавитационен режим

суперкавитационен режим

%100PPf 1maxcomcom




0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

s0

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

0comP

0com

0 P

0comP

0comP

0


tPttCBmil 0com

00

t

pPp1pCBmil 0

com0

0p






d t

d t

P




P

Pcrit

Pcrit

tdd

%100

td

Pd

td

Pd

td

df

1

max









ttxb....td

txdbtya....td

tyda 0m

m

m0n

n

n

i

ii

td

dD,ttxDBtyDA

T01mm01nn b...bba...aa

ttx,tb....td

txd,tbty,ta....

td

tyd,ta 0m

m

m0n

n

n

i

ii

td

dD,ttxD,tBtyD,tA

T01mm01nn ,tb...,tb,tb,ta...,ta,ta,t

аналитични модели

стационарни диференциални уравнения ODE

нестационарни диференциални уравнения ODE

t,xgt,xuft

t,xuex

t,xudt

t,xuctxt,xub

xt,xua 2

22

2

2

tgtuftd

tudatd

tudatd

tuda0

0

1n

1n

n

n

01nn

t,xgt,xft

t,xatx

t,xuax

t,xua0

0

1n1n

1n

n

n

01nn

диференциални уравнения с частни производни PDEs

диференциални уравнения с производни от непълен ред ODEs

диференциални уравнения с частни производни от непълен ред FOPDEs

линейни диференциални уравнения ODEsдиференциални уравнения на математическата физика

ttxb....

td

txdbtya....

td

tyda 0m

m

m0n

n

n





0t

t,xux

t,xu

0t

t,xux

t,xuu

tt

t,xu4x

t,xuex

0t

t,xu4x

t,xu2

2

22

2

xt

t,xux

t,xu

32

2x2

2

2

ut

t,xuex

t,xu

1.1. PDE с частни производни от първи ред.

- PDE линейни нехомогенни :

1.2. PDE с частни производни от втори ред

- PDE линейни нехомогенни :

- PDE линейни :

- PDE нелинейни :

- PDE линейни :

- PDE нелинейни : Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a

диференциални уравнения на математическата физика




n1n,tftd

tyda0

n1n,tftybtd

tyda0

,tftyctd

tydbtd

tyda 00

,tftydtd

tydctd

tydbtd

tyda 000

tftd

tydatd

tyda..td

tydatd

tyda0

0

1

1

1n

1n

n

n

011nn

gt,xft

t,xatx

t,xuax

t,xua0

0

1n1n

1n

n

n

01nn

FODE едночленни

FODE n-членни

FOPDE:

FODE :


диференциални уравнения на математическата физика




FODE двучленни

FODE тричленни

FODE четиричленни

FOPDE n-членни




аналитични модели и характеристики

свиваем флуид - дозвукова скорост несвиваем флуид -кавитация

H

енталпия

ентропия S

H1=H2

S1 S2

S1S2

едноседлови

теоретично адиабатно разширение на потока флуид с триене

L

G

P P

w

w*

w

P2

w

P1

X

Xнаправление на движението

w

SL

PPO

H

енталпия

ентропия S

H1=H2

S1 S2

S1S2


G

P P

w

w*

w

P2

w

P1


w

SL

L

X


PPO

наляганеакустичнонаниво

PPgl20SL 010

акустични характеристики, шум и произход на шума в регулиращите органи

régime stationnaire стационарен режим




Q j s t c t , , 1

E

étude fréquentielle

régime non stationnaireétude temporelle étude fréquentielle

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0 5 10 15 20

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

t

Qw

0w

0Q

positionl

débitQ

vitessew

positionl

débitQ

vitessew

0l

0

,w

ltwvitesse

0

,Q

ltQdébit

lposition

vanne automatiqueрегулиращ орган

аналитични модели на процеса дроселиране, нестационарен режимколичествени оценки на алгоритмичните възможности на промишлените регулатори


Е. Николов

régime non stationnaireISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a

étude temporelle

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

q

l s,lq log

l0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

q s,lq lin

s,lq log

5,01n2log e1s1q

5,02lin 1s1q


lsn45,0e85,15.0l1n2log l11l25,5125,0e1s1s,lq

sl5e15,05.02lin l11,0l25,0l1s1s,lq

s,lq lin

експлоатационна разходна характеристика при акустична шумова емисияколичествени оценки на алгоритмичните възможности на промишлените регулатори



s5,0T,s2T,s5T;1kT

Tq;

T

T

T

T21q;

T

T1q

2kq1kqkqk1kk

0DIp

0

D2

I

0

0

D1

0

D0

210pA

s5,0T,s2T,s5T;1kT

Tq;

T

T1q;

T

T

T

T2q;

T

T1q

3kq2kq1kqkqk1kk

0DIp

0

D3

0

D2

I

0

0

D1

0

D0

3210pB

kA kB


закони за регулиране, дискретни алгоритми с оператори от пълен редколичествени оценки на алгоритмичните възможности на промишлените регулатори


електронна система

захранваща линия линия за комуникация

и к в к

в пи п

и кв к електронна система

електромагнитно смущение

източник

наелектром

агнитносм

ущен

иемагнитно поле електронна система


линия за комуникация


електронна система

линия за комуникация



електромагнитна съвместимост





?

pW EАРУ

p p


pW RАРУ

p p

аналогов промишлен регулатор

ОБЛАСТ НА НОРМАЛНА РАБОТА

?

pW EАРУ

p p


pW RАРУ

p p

цифров промишлен регулатор

ОБЛАСТ НА ФУНКЦИОНИРАНЕ БЕЗ ПУЛСАЦИИ

?

pW EАРУ

p p


pW RАРУ

p p

релейно-импулсен промишлен регулатор

ОБЛАСТ НА ЛИНЕЙНИ РЕЖИМИ




ОБЛАСТТА НА НОРМАЛНА РАБОТА е пространство (параметрично множество),определено от честотата и динамичните параметри на оценявания аналоговпромишлен регулатор, в което амплитудночестотната и фазочестотнатахарактеристика на оценявания промишлен регулатор не се отличават едновременнос повече от 10 % по модул и с повече от O10 по фаза от амплитудно-честотната ифазочестотната характеристика на съответстващия еталонен алгоритъм. ОБЛАСТТА НА ЛИНЕЙНИ РЕЖИМИ е пространство (параметрично множество),определено от амплитудата на входния сигнал, честотата и динамичните параметрина оценявания релейно-импулсен промишлен регулатор, в което ам-плитудночестотната и фазочестотната характеристика на оценявания промишленрегулатор не се отличават едновременно с повече от 10 % по модул и с повече от10 O по фаза от амплитудно-честотната и фазочестотната характеристика насъответстващия еталонен алгоритъм ОБЛАСТТА НА ФУНКЦИОНИРАНЕ БЕЗ ПУЛСАЦИИ е пространство (параметрично множество), определено от честотата, динамичните параметри и такта на дискретизация по време на оценявания цифров промишлен регулатор, в което амплитудно-честотната и фазочестотната характеристика на оценявания промишлен регулатор не се отличават едновременно с повече от 10 % по модул и с повече от 10 O по фаза от амплитудно-честотната и фазочестотната характеристика на съответстващия еталонен алгоритъм и в което пространство отсъстват колебания в цифровата част, породени от паралелната дискретизация по ниво при аналого-цифровото преобразуване.




jWgraT,T,k,

jWT,T,k,A

eT,T,k,AjW

REGDIPREG

REGDIPREG

T,T,k,jDIPREGREG

DIPREG

jWgraT,T,k,

jWT,T,k,A

eT,T,k,AjW

ETDIPET

ETDIPET

T,T,k,jDIPETET

DIPET

O

ETREG

ET

ETREG

10jWgrajWgra

%10%100jW

jWjW

област на нормална работа на промишления регулатор

еталонен регулатор (алгоритъм)

промишлен регулатор

ω,..,T,T,k,...,T,T,k DIpOO

DO

IOp

параметрично множество, за което изискванията на ОНР не са изпълнени

ω,..,T,T,k,...,T,T,k DIpOHPOHP

DOHP

IOHPp

параметрично множество, за което изискванията на ОНР са изпълнени

,..,T,T,k DIp

параметрично множество, определящо промишления регулатор




0OET

OREG

1OET

OET

OREG

OOD

OI

OP

OREG

DIPOO

DO

IOP

maxminmaxDminDD

maxIminIImaxPminPP

1010AAA100

,T,T,kW

,T,T,k,T,T,k

,;T,TT

;T,TT;k,kk




0OHPET

OHPREG

1OHPET

OHPET

OHPREG

OHPOHPD

OHPI

OHPP

OHPREG

DIPOHPOHP

DOHP

IOHPP

maxminmaxDminDD

maxIminIImaxPminPP

1010AAA100

,T,T,kW

,T,T,k,T,T,k

,;T,TT

;T,TT;k,kk

0OHPET

OHPREG

1OHPET

jOHPET

OHPREG

DIpOHPOHP

DOHP

IOHPp

OHPOHPOHP

DOHP

IOHPp

10jj10jAAjA100

ω,T,T,kω,T,T,k

ΛωTTk




2бал1балбалбалDIPET T,T,k,T,T,k,j

балETREG

балETREG

e.A.AjW

jWjWjW

O

бал

бал

10jWgra

1,1jW9,0

ОБЛАСТТА НА НОРМАЛНА РАБОТА е пространство (параметрично множество), определено от честотата и динамичните параметри на оценявания аналогов промишлен регулатор, в което амплитудночестотната и фазочестотната ха-рактеристика на баластното звено на оценявания промишлен регулатор са едновременно в отнапред зададените диапазони - от 9,0 до 1,1 по модул и от

O0 до O10 по фаза.

0Oбал

Oбал

OOD

OI

OPO

бал

DIPOO

DO

IOP

maxminmaxDminDD

maxIminIImaxpminpp

10j1,0jA1

ω,T,T,kW

ω,T,T,kω,T,T,k

ω,ωω;T,TT

;T,TT;k,kk

0OHPбал

OHPбал

OHPOHPD

OHPI

OHPPOHP

бал

DIpOHPOHP

DOHP

IOHPp

maxminmaxDminDD

maxIminIImaxpminpp

10j1,0jA1

ω,T,T,kW

ω,T,T,kω,T,T,k

ω,ωω;T,TT

;T,TT;k,kk

0OHPбал

OHPбал

DIpOHPOHP

DOHP

IOHPp

OHPOHPOHP

DOHP

IOHPp

01j1,0jA1

ω,T,T,kω,T,T,k

ΛωTTk




pWkpW PDУУ




пример с PD-регулатор

-

pW OB

1kpW ИМИМ

- pWУ

1OBOBOB pT1kpW

1pWИМ p p

p

p p

pWkpW PDУУ

pW1pTkpW PD1

УУУ

pW1pTpTkpW PD1

1У2

2УУУ

pWpTkpW PD1

УУУ

pW1pTpTkpW PD1

2У1

1УУУ

еталонен

У

DP1OBУOBбалOBD

1OBУУP

балET

бал

DPREG

11OBУOBOB

1OBУOBУREG

OBOBУ

OBУ

1OBOBУ

УREG

УУ

kTk

kk1TT,TT,kk1kk

pWpWpT1

1pT1kpW

pkk1T1pT1kk1TkpW

pTkk1

pT1k

pT1kk1

kpW

kpW





-

pW OB

1kpW ИМИМ

- pWУ

1OBOBOB pT1kpW

1pWИМ p p

p

p p

-50 0 50 100 150 200 250-150

-100

-50

0

50

100

Real (jw)

Imag

(jw

)Nyquist plot Regulateurs PD Reelles

jWPD

jWPD

jWPD

jWPD

jWPD

jWPD





еталонен





10-3 10-2 10-1 100 101 102 103-100

-50

0

50

10020

.log1

0[G

(jw)]

(db)

Bode plot Regulateurs PD Reelles

10-3 10-2 10-1 100 101 102 103-200

-150

-100

-50

0

50

100

Frequency (rad/sec)

Pha

se (

deg)

jWPD jWPD

jWPD jWPD jWPD jWPD

jWPD

jWPD

jWPD jWPD jWPD jWPD

еталонен

еталонен

O

ETREG

ET

ETREG

10jWgrajWgra

%10%100jW

jWjW





-150 -100 -50 0 50 100-20

-10

0

10

20

30

40

50

6020

log1

0[G

(jw)]

(db)

Phase(deg)

Nichols plot Regulateurs PD Reelles

jWPD

jWPD

jWPD

jWPD

jWPD

jWPD

еталонен

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)Step Response Regulateurs PD Reelles





thPD

thPD

thPD

thPD

thPD

thPD

еталонен

t1t

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Time (sec)

Am

plitu

de (

-)Impulse Response Regulateurs PD Reelles

ti PD

ti PD

ti PD

ti PD

ti PD

ti PD





еталонен

0 5 10 15 20 250

10

20

30

40

50

60

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)Step Response Regulateurs PD Reelles





еталонен

tPD

tPD

tPD

tPD

tPD

tPD

tt

DT





-2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5-4

-3.5

-3

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

Real (jw)

Imag

(jw

)Nyquist plot Systems Balast

jWбал

jWбал

jWбал

jWбал

jWбал

10-3 10-2 10-1 100 101 102 103-200

-150

-100

-50

0

5020

.log1

0[G

(jw)]

(db)

Bode plot Systems Balast

10-3 10-2 10-1 100 101 102 103-250

-200

-150

-100

-50

0

Frequency (rad/sec)

Pha

se (

deg)





jWбал

jWбал jWбал jWбал jWбал

jWбал


O

бал

бал

10jWgra

1,1jW9,0

-200 -180 -160 -140 -120 -100 -80 -60 -40 -20 0-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

1520

log1

0[G

(jw)]

(db)

Phase(deg)

Nichols plot Systems Balast

jWбал

jWбал

jWбал

jWбал

jWбал





0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)Step Response Systems Balast





thбал

th бал

th бал

th бал

th бал

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Time (sec)

Am

plitu

de (

-)Impulse Response Systems Balast





tiбал

ti бал

ti бал

ti бал

ti бал

-150 -100 -50 0 50 100-30

-20

-10

0

10

20

30

40

5020

log1

0[G

(jw)]

(db)

Phase(deg)

Nichols plot Regulateurs PD Reelles et Balast





jWбал

jWбал

jWбал

jWбал

jWбал

jWPD

jWPD

jWPD

jWPD

jWPD

jWPD

еталонен





s/rad,

pks,TD

област на нормална работа на PD-регулатор

O

бал

бал

10jWgra

1,1jW9,0





област на нормална работа на PD-регулаторs/rad,

pks,TD

O

бал

бал

10jWgra

1,1jW9,0

pT1

1pT1kpW

kpW

бал

DPREG

УУ

pWkpW PIУУ




пример с PI-регулатор

-

pW OB

- pWУ

1OBOBOBOB pT1pTkpW

1pWИМ p p

p

p p

pWkpW PIУУ

pW1pTkpW PI1

УУУ

pW1pTpTkpW PI1

1У2

2УУУ

pWpTkpW PI1

УУУ

pW1pTpTkpW PI1

2У1

1УУУ

OBУOB

OBУOB

балOBI1

OBУУP

балET

OBУбал

OBУбал

I

IPREG

OBУOB

OBУOB

OB1

OBУ1

OBУREG

OBOBУOB

OBУ

1OBOBOBУ

УREG

УУ

kk1pT1

kk1TW,TT,kk1kk

pWpWkk1pT1

kk1pTpT

pT1kpW

kk1pT1

kk1pTpT1kk1pTkpW

pTkk1pT

pT1k

pT1pTkk1

kpW

kpW





-

pW OB

- pWУ

1OBOBOBOB pT1pTkpW

1pWИМ p p

p

p p

-0.5 0 0.5 1 1.5 2-15

-10

-5

0

Real (jw)

Imag

(jw

)Nyquist plot Regulateurs PI Reelles





еталонен

jWPI

jWPI

jWPI

jWPI

jWPI

jWPI

10-3 10-2 10-1 100 101 102 103-80

-60

-40

-20

0

20

40

6020

.log1

0[G

(jw)]

(db)

Bode plot Regulateurs PI Reelles

10-3 10-2 10-1 100 101 102 103-150

-100

-50

0

Frequency (rad/sec)

Pha

se (

deg)





jWPI jWPI

jWPI

jWPI jWPI jWPI

jWPI

jWPI jWPI jWPI jWPI jWPI

еталонен

еталонен

O

ETREG

ET

ETREG

10jWgrajWgra

%10%100jW

jWjW

-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0-20

-10

0

10

20

30

40

5020

log1

0[G

(jw)]

(db)

Phase(deg)

Nichols plot Regulateurs PI Reelles

jWPI

jWPI

jWPI

jWPI

jWPI

jWPI

еталонен





0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)Step Response Regulateurs PI Reelles





thPI

thPI

thPI

thPI

thPI

thPI

еталонен

t1t

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Time (sec)

Am

plitu

de (

-)Impulse Response Regulateurs PI Reelles





ti PI

ti PI

ti PI

ti PI

ti PI

ti PI

еталонен

0 0.5 1 1.5-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

Real (jw)

Imag

(jw

)Nyquist plot Systems Balast





jWбал

jWбал

jWбал

jWбал

jWбал

10-3 10-2 10-1 100 101 102 103-80

-60

-40

-20

0

2020

.log1

0[G

(jw)]

(db)


10-3 10-2 10-1 100 101 102 103-150

-100

-50

0

50

Frequency (rad/sec)

Pha

se (

deg)





jWбал


jWбал


O

бал

бал

10jWgra

1,1jW9,0

-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

520

log1

0[G

(jw)]

(db)

Phase(deg)

Nichols plot Systems Balast





jWбал

jWбал

jWбал

jWбал

jWбал

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)Step Response Systems Balast





thбал

th бал

th бал

th бал

th бал

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Time (sec)

Am

plitu

de (

-)Impulse Response Systems Balast





tiбал

ti бал

ti бал

ti бал

ti бал

-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0-30

-20

-10

0

10

20

30

40

5020

log1

0[G

(jw)]

(db)

Phase(deg)

Nichols plot Regulateurs Reelles PI et Balast





jWPI

jWPI

jWPI

jWPI

jWPI

jWPI

jWбал

jWбал

jWбал

jWбал

jWбал

еталонен





s/rad,

pks,TI

област на нормална работа на PI-регулатор

O

бал

бал

10jWgra

1,1jW9,0





s/rad,област на нормална работа на PI-регулатор

pks,TI

O

бал

бал

10jWgra

1,1jW9,0

OBУбал

OBУбал

I

IPREG

УУ

kk1pT1

kk1pT

pT

pT1kpW

kpW

ЕЛЕКТРИЧЕСКИРЕГУЛАТОРИИ СИСТЕМИ


промишлени регулатори, електрически регулатори и системи

● градивни елементи, схеми● аналогови регулатори● позиционни регулатори

● релейно-импулсни регулатори● цифрови регулатори

● въведение в Fieldbuses, DCS,SCADA и EMBEDDED системи




схема означение описание

-+

U 1U 2

R 2

R 1

R 3

-+

U 1U 2

R 2

R 1

R 3

-+

U 1U 2

R 2

R 1

R 3

- K U 1 U 2

21

213

12

112

RRRR

R

URR

UkU

-+

U 1

U 2

R 2

R 1

-+

U 1

U 2

R 2

R 1

K U 1 U 2

1

2

112 U

RR

1UkU

-+ U 2

R 2

U 1

-+ U 2

R 2

U 1

1 U 1 U 2

12 UU

-+

U 1

U 3

R 2

R1

R 3

U 2R 4

-+

U 1

U 3

R 2

R1

R 3

U 2R 4

-+

U 1

U 3

R 2

R1

R 3

U 2R 4

>U 1 U 3

U 2

1324121

2123

11

22

3

4123

RR;RR,UURR

UUkU

URR

URR

UUkU

-+

U 1

U

R 2

R 11

R 3

U 2

U 3

U 4

U n

R 12

R 13

R 14

R n1

-+

U 1

U

R 2

R 11

R 3

U 2

U 3

U 4

U n

R 12

R 13

R 14

R n1

U 1

U

U n 1n11211

n

1j

j1

2n

1j j1

2j

RR...RR

,URR

*U,RR

U*U

градивни елементи, схеми, функционални схеми




-+

U 1U 2

R 2

R 1

R 3

C

-+

U 1U 2

R 2

R 1

R 3

C

W pU 2 pU 2

W pU 2 pU 2

1

22

21

2131

22 R

Rk;CRT;

RRRR

R,Uktd

UdTU

-+U 1

U 2

R 2

R 1

C

R

-+U 1

U 2

R 2

R 1

C

R

W pU 2 pU 2

W pU 2 pU 2

1

22231

22 R

Rk;CRT;RR,Uk1

tdUd

TU

-+

U 1U 2

C

R 1

R

-+

U 1U 2

C

R 1

R

W pU 2 pU 2

W pU 2 pU 2 CRT,tdU

T1U 1

t

0

12

-+U 1

U 2

R 2

R 1

C

R

-+U 1

U 2

R 2

R 1

C

R

W pU 2 pU 2

W pU 2 pU 2 CRT,

tdUd

TU 21

2

-+

U 1U 2

R 2

R 1

C 2

C 1

-+

U 1U 2

R 2

R 1

C 2

C 1

W pU 2 pU 2

W pU 2 pU 2

22211112

12

22

212

212

CRT;CRT;CRTtd

UdT

tdUd

TTtd

UdTTU





-+

U 1U 2

R 2

R 1

C 2

-+

U 1U 2

R 2

R 1

C 2

W pU 2 pU 2

W pU 2 pU 2

221

2

t

0

112

CRT;RR

k

tdUT1UkU

-+

U 1U 2

R 22

R 1

C 2

R 21

-+

U 1U 2

R 22

R 1

C 2

R 21

-+

U 1U 2

R 22

R 1

C 2

R 21

W pU 2 pU 2

W pU 2 pU 2

22221

2221

1

2221

112

CRR

RRT;

RRR

k

tdUd

TUkU

-+

U 1U 2

R 22

R 1

C 22

R 21

C 21

-+

U 1U 2

R 22

R 1

C 22

R 21

C 21

W pU 2 pU 2

W pU 2 pU 2

222221

222122122211

1

2221

12

t

0

11

11

212

CRR

RRT;CRRT;

RRR

k

tdUd

TtdUT1U

TTT

kU





+-U 1

U 2

R 1

R 2

R 5R 6

R 3

R 4

R7 R 8

U 2R z

T3

Д 1

E

E

E

U О П

+-U 1

U 2

R 1

R 2R 2

R 5R 6

R 3

R 4

R7 R 8

U 2R z

T3

Д 1

E

E

E

U О П

U p1( ) U p2( )

U 1

U 2

2

1

1X

опорно1

21H

URR

UR

RR

+-

U 1U a

2

R 2

R 1

R 5R 6

R 3

R 4

R7 R 8

U a2R z

T1

Д 1

E

E

E

U О Пa

+-

E– E

Д 2

U О Пb

U b2

T2

R 9R 10

R 11

R 12

R 13

R 14 R 15

R 16

U b2

+-

U 1U a

2

R 2

R 1

R 5R 6

R 3

R 4

R7 R 8

U a2R z

T1

Д 1

E

E

E

U О Пa

+-

E– E

Д 2

U О Пb

U b2

T2

R 9R 10

R 11

R 12

R 13

R 14 R 15

R 16

U b2

U p1( ) U pa2 ( )

U 1

U b2

U a2

U pb2 ( ) 2

1

1X

опорно1

21H

URR

UR

RR2





U 1

R 1

U 2R

C 1

W pU 2 pU 2

W pU 2 pU 2

11

1

CRT;1k1pTkpW

U 1

R 1

U 2

R

C 1

C 2

R 2

W pU 2 pU 2

W pU 2 pU 2

213222111

1321

221

CRT;CRT;CRT;1k

1pTTTpTTkpW

U 1 R 1 U 2R

C 1

W pU 2 pU 2

W pU 2 pU 2

11

1

CRT;1k1pTpTkpW

U 1 R 1

U 2

R

C 1

C 2

R 2

W pU 2 pU 2

W pU 2 pU 2

213222111

1321

2211

CRT;CRT;CRT;1k

1pTTTpTTpTkpW

U 1 R 2 U 2R

C 1

R 1

W pU 2 pU 2

W pU 2 pU 2

2112111

121

CRTT;CRT;1k

1pT1pTkpW



ЕЛЕКТРИЧЕСКИАНАЛОГОВИРЕГУЛАТОРИ



-+

U

R 2

R11

R 3

U 2

U 3

U 4

U n

R 12

R13

R 14

R n1

R 5

-+

R4

R 6

-+ 2U

-+

R7R 8

C 2

C 1

аналогов регулатор


-

pW OB

- pWУ

122OB1OBOBOBOB pTpT1pTkpW

1pWИМ p p

p

p p


0 10 20 30 40 50 60 70 80-80

-60

-40

-20

0

20

40

Real (jw)

Imag

(jw

)


-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 800

5

10

15

20

25

30

35

40

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)

Nichols Plot PID-regulateurconstsec5T;constsec2T;6.15.0k DIp

10-2

10-1

100

101

102

0

10

20

30

40

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

b)


10-2

10-1

100

101

102

-100

-50

0

50

100

Frequency (rad/sec)

Pha

se (

deg)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

2

4

6

8

10

12

Time (sec)

Am

plitu



tPID

jGPID

jGPID

jGPID

jGarg PID

пропорционално-интегрален-диференциален PIDаналогов регулатор - процеси при скокообразен входен сигнал

5.0k p

6.1k p

5.0k p

6.1k p

t1t


ЕЛЕКТРИЧЕСКИРЕЛЕЙНО-ИМПУЛСНИРЕГУЛАТОРИ




+-

R 20

R 17

R 5R 6

R 18

R19

R7 R 8

U a2R z

T1

Д 1

E

E

E

U О Пa

+-

E– E

Д 2

U О Пb

T2

R 9 R10

R 11

R 12

R 13

R14 R15

R 16

-+

R 2

R 110

R 3

R 120

-+

U

R 1

C 1

-+

C 2

C 3

R 100

R101

U b2

релейно импулсен регулатор

S HU b2

U a2

U a2

U b2

електродвигателенизпълнителен механизъм

напред (нагоре)

назад (надолу)


захранване обработка на изходния сигнал заобратна връзка по положение

управлениезахранване

ÐÈÐ

Î Â

1P

2P

12

3

45

67

8

9

10

11

R 5R 4

R 3R 2

C 2C 1D 1

C 3 R 6

D 2

D 3

1P1 2P1

1 4P 2 4P

1 3P2 3P

2 2P1 2P

Б 1

Б 2

R 7

R 8 C 4

C 5

КИ 1

КИ 2

Л 2

Л 3

К 2

асинхронен двигател

u


ОВ

РИР

релейно импулсен регулатор - електродвигателен изпълнителен механизъм


UU,00U;UUU,constS

UU,constS

tdtd

1

21H

2H

0U;UUUUUU

ST,pUpT

1pμ

λ2λ12λλ

HЕДИМλЕДИМ


1

1

1 1 2 3 4 5

S H

X

X

H

S H

U 2U 1

H


импулс

tt

tγ

H

max

Std

td

H

max

Std

td

td

td tdS

td

H

U

pU pЕДИМ

p pЕДИМ

HS

td

td




t импулс

t пауза

2

1

3

4

5

1

2

3

4

5S

dd t

dd t

dd t

dd t

dd tH

5 4 3 2 1

5 4 3 2 11

5A

A

A

A

A

режим на хлъзгане

U

U t A const A U

U t const

импулс

пауза

, 2

0


импулс

tt

tγ

HS1

tdtd

HStd

td



линеаризация с импулсно управление

H

max

Std

td


стем

аот

първире

д

ppT

1pμЕДИМ

pT

1p

pμpG

ЕДИМЕДИМ



пропорционален релейно-импулсен закон на регулиране - структура


РУ ЕДИМ

ОВOBk

p

p

p

p

p

p

p

AX

H

HOMS

X

H


2,2A

0,

HH

0td

d;

2,0

0td

d,

2,S

t;2

,S

td

d

H

XH

H

0td

d,const

Std

d,t.S.kt.k

tHOBOB

пропорционален релейно- импулсен закон на регулиране - доказателство


pauset

t

t

t

t

t

impt

tHOMS

t

t

t

X

2H

4t3t1t 2t

необходимо условие

достатъчно условие


t.,td

d.t0const,

td

dgt

t

1

Xp

p

X

t.,td

d

td

d.tt.S.k,

td

d

td

dgt

t

1

XiOB

i

X

1

pi

ii

td

d.

td

d

tt

t

T

t

пропорционален релейно- импулсен закон на регулиране - доказателство


impt pauset impt pausetimpt pauset

t t

t

2H X


t

0

1OB

1

td

d

td

t.S.kd.S

td

d

td

d.

td

d.SS.

td

d

t.kt 1OB

пропорционален релейно-импулсен закон на регулиране - доказателство


1

td

d.

td

d

pauset

t

t

t

t

t

impt

tHOMS

t

t

t

X

2H

4t3t1t 2t

tt0t

0tpi

22 HXH


0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Time (Seconds)

rir_probe

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Time (Seconds)

rir_probe


пропорционален релейно-импулсен закон на регулиране - процеси при линейнонарастващ и при скокообразен входен сигнал

P-релейно-импулсен регулатор P-релейно-импулсен регулатор

t1t tt


пропорционално-интегрален релейно-импулсен закон на регулиране - структура


РУ ЕДИМ

0TAkT

pausepausep

OBimpimp3

ОВ

p p

p

p p

p

AX

H

HOMS

X

H




примерна принципна схема на отрицателната обратна връзка с разделени веригина зареждане и разреждане на кондензатор – инерционно звено от първи ред с

различаващи се времеконстанти

9R

14R

3C

143зар RCT 93раз RCT

U

U

газоразрядналампа

0ttd

dT

A.kttd

dT

pp

p

OBii

3


t

t

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

tUзареждане -импулс

разреждане - пауза

tU

описание на процесите в принципна схема на отрицателната обратна връзка сразделени вериги на зареждане и разреждане



0ttd

dT

A.kttd

dT

pp

p

OBii

3


C0et;CAeket

eCAkCAekety

a

etde;tatda

,CtdetQety

tQytPtd

yd

T

Ak

T

y

td

ydAky

td

ydT

p33 Ttp

TtOB

Tti

TtOB

TtOB

Tt

tata

tdtPtdtP

OBOB

изчисляване на преходни процеси на релейно-импулсен пропорционални-интегрален регулатор


диференциално уравнение, решение


пропорционално-интегрален релейно-импулсен закон на регулиране -доказателство

tSkk

0ttd

dT;A.kt

td

dT

HOBOB

pOB3


3

OB

p3

p3OB

p3p3

HX

HH

OBH

TV,

TT

T.T.V

0TT,TT

b

22,

2A

S.k,td

d

td

d,

2a

необходимо условие

достатъчно условиеt

t

t

tt

t

t

t

0t

0t

0t

X

2H

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

t t

HOMS

2,2A

0,

HH


1

p

Xpp

p

X

Ttd

dt

td

d

td

dtg

t

1

3

OBXii

i

X

td

d

TV.t

td

d

td

dtg

t

BV

Ttdd

tt

t

T

t

OB

p

pi

ii



impt pauset impt pausetimpt pauset

t t

t

2H X


22

,,T

V

TV

TT

A.k

HX

H

3

OBi

3

iOB

3

i

3

OBi

22

,TT

HX

H

pp

pp



t

t

t

tt

t

t

t

0t

0t

0t

X

2H

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

t t

HOMS


1

3

OBXi

i

i

X

td

d

TV.t

td

d

td

dtg

t

BV

Ttd

d

T

t

OB

pi



1

p

Xp

p

p

X

Ttd

dt

td

d

td

dtg

t

t

t

t

tt

t

t

t

0t

0t

0t

X

2H

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

t t

HOMS


t

0pOB0B

0B

pOB

T

t

td

d

V

S

td

td

T

t

td

d

BV

S.S

td

td

pi

OB

p

0t0t

t

0i

p0B

0B

t

0pOB0B

0B

TT,BV

Sk,tt

tdtT

1t.kt

tdtT

1t.

V

St

pi



t

t

t

tt

t

t

t

0t

0t

0t

X

2H

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

t t

HOMS


i3p

3p

TTT,0T

1

T

1B

i

OB

ip

OB0B

OB

p TfA.k

T.Sk;

V

S

BV

Sk

p3

p3OB

OB

3p

OB

TT

T.T.V

;VT

1

T

1.Vlim



t

t

t

tt

t

t

t

0t

0t

0t

X

2H

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

t t

HOMS

tdtT

ktkt

t

0i

pp

TT

T.T.V

p3

p3OB


0,tt 10

изчисляване на преходни процеси на релейно-импулсен пропорционални-интегрален регулатор при линейно нарастващ входен сигнал

.............t

t

t

...............tt

tt

tt

tt

212

11

i

1m

mi

233

122

011

1iii

0t.22

.

20t

,0

tt,tt.t

11

H1

H1

H11

1

0111iii

111


t

t

t

tt

t

t

t

0t

0t

0t

X

2H

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

t t

HOMS



A,tt 21

XH

2i22

212

OBT

OBi

1OB

OBT

i

OBii3

122011

2t

,.t

A.ke.A.k

00,0,A.kC

A.ke.C

A.kT

tt,tt

3

3


t

t

t

tt

t

t

t

0t

0t

0t

X

2H

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

t t

HOMS



A,tt 21

2H122

T

t

OB2i2i

TOB2X2

XHT

OB2H

.St

e1.A.kt

01e.A.k.

21e.A.k.

.2

3

2

3

2

3

2


t

t

t

tt

t

t

t

0t

0t

0t

X

2H

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

t t

HOMS



0,tt 32

XH

2i22

212

OBT

OBi

1OB

OBT

i

OBii3

122011

2t

,.t

A.ke.A.k

00,0,A.kC

A.ke.C

A.kT

tt,tt

3

3


t

t

t

tt

t

t

t

0t

0t

0t

X

2H

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

t t

HOMS



0,tt 32

2H122

T

t

OB2i2i

TOB2X2

XHT

OB2H

.St

e1.A.kt

01e.A.k.

21e.A.k.

.2

3

2

3

2

3

2


t

t

t

tt

t

t

t

0t

0t

0t

X

2H

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

t t

HOMS


0,tt 32



p

3

2

p

T22p

2222

T

t

OB

Tpppp

e.

0,0,tD

e1.A.kD

e.D,0T

t

t

t

tt

t

t

t

0t

0t

0t

X

2H

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

t t

HOMS


0,tt 32

2H3213

TT

t

OB323

H3p33

St

0e.e1.A.k..

2t

p3

2



t

t

t

tt

t

t

t

0t

0t

0t

X

2H

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

t t

HOMS


A,tt 43

A.ke.e1.A.kE

e.e1.A.k0,0

A.ke.E

A.kT

OBTT

OB

TTOB3

OBT

i

OBii3

p

3

3

2

p

3

3

2

3



t

t

t

tt

t

t

t

0t

0t

0t

X

2H

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

t t

HOMS


A,tt 43

134H42H5

54i

4i432X4

XH

i44

TTTOB

TOBi

t2tt.S.St

,t

0.2

t

ee.e1.A.k

e1.A.k

3p

3

3

2

3



t

t

t

tt

t

t

t

0t

0t

0t

X

2H

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

t t

HOMS


0,tt 54

p3

4

p

3

3

2

p3

4

p

TTTTOB

TTOBp

44p

TpOBppp

e.e.e.e1.Ak

ee1.Ak

F,0,0

e.F,A.kT



t

t

t

tt

t

t

t

0t

0t

0t

X

2H

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

t t

HOMS


0,tt 54

442H5

X544325

XH

555

t.St

0.2

t



t

t

t

tt

t

t

t

0t

0t

0t

X

2H

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

t t

HOMS


A,tt 65

A.kG

e.e.e.e1.A.k

e.e1.A.k0

Ake.G

A.kT

OB5

TTTTOB

TTOB5i

.OBT

i

OBii3

p

5

3

4

p

3

3

2

p

5

3

4

3



t

t

t

tt

t

t

t

0t

0t

0t

X

2H

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

t t

HOMS


A,tt 65

3p

5

3

4

p

3

3

2

3p

5

3

4

3

6

TTTTTOB

TTTOB

TOBi

e.ee.e.e1.A.k

e.e.e1.A.k

e1.A.k



t

t

t

tt

t

t

t

0t

0t

0t

X

2H

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

t t

HOMS


A,tt 65

12356H6

642H6

66426

H666

t.3tt.2tt.St

.St

02

t



t

t

t

tt

t

t

t

0t

0t

0t

X

2H

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

4t3t1t 2t

t t

HOMS


изчисляване на преходни процеси на релейно-импулсен пропорционално-интегрален регулатор при скокообразен входен сигнал

A,tt 10

3

3

TOBi

OB

OBT

i

OBii3

e1.A.k

A.kH,00,0

A.ke.H

A.kT


t

t

t

t

t t

HOMS

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

t

0t,t1t

X

2H

t t



A,tt 10

1H1

XH

1

TOB1

XH

11

XH

111

.St

2

e1.A.k

02

2t

3

1


t

t

t

t

t t

HOMS

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

t

0t,t1t

X

2H

t t


0,tt 21

p

3

1

p

TX

H

XH

1

TOB1

Tpppp

e.2

J2

e1.A.k0,0

e.J,0T



t

t

t

t

t t

HOMS

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

t

0t,t1t

X

2H

t t


0,tt 21

1H2H

2

H

TX

H2

H222

.St,2

02

e.2

2t

p

2



t

t

t

t

t t

HOMS

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

t

0t,t1t

X

2H

t t


A,tt 32

A.k

e.A.k2

A.k2

L

0,0

A.ke.L

A.kT

OB

TOB

Hi

OBH

2

OBT

i

OBii3

3

3



t

t

t

t

t t

HOMS

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

t

0t,t1t

X

2H

t t


A,tt 32

31H3

OBT

OBH

3i

XH

3i3

XH

3i3

.St

A.ke.A.k2

02

2

3

3



t

t

t

t

t t

HOMS

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

t

0t,t1t

X

2H

t t


0,tt 43

p3

3

3

3

p

TOB

TOB

Hp

OBT

OBH

3

Tpppp

e.A.ke.A.k2

A.ke.A.k2

M

0,0

e.M,0T



t

t

t

t

t t

HOMS

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

t

0t,t1t

X

2H

t t


0,tt 43

p

p3

3

3

3

p

TOB

TTOB

Hp

OBT

OBH

3

Tpppp

Ae.k

ee.A.k2

A.ke.A.k2

M

0,0

e.M,0T



t

t

t

t

t t

HOMS

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

0t 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t

t

0t,t1t

X

2H

t t


0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.5

1

1.5

2

Time (Seconds)

rir_probe

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Time (Seconds)

rir_probe


релейно-импулсен пропорционално-интегрален регулатор процеси при линеен искокообразен входен сигнал

PI-релейно-импулсен регулатор PI-релейно-импулсен регулатор

t1t tt


изчисляване на преходни процеси на релейно-импулсен пропорционално-интегрален регулатор - рекурентни моделиращи уравнения


линейно нарастващ входен сигнал – рекурентни моделиращи уравнения

скокообразен входен сигнал – рекурентни моделиращи уравнения

паузаett

импулсeete1Aktp

3p1n23

Ttn2n21n2

TtTt2n22n2

TtOBn2

паузаett


3pn23

Tt1n21n2n2

TtTt1n21n2

TtOB1n2



пропорционално-интегрално-диференциален релейно-импулсен закон нарегулиране - структура

ДИФ

PID-регулатор

1pT

pT DIF

РУ ЕДИМ

0TAkT

pausepausep

OBimpimp3

ОВ

p

p

p

p p

p

AX

H

HOMS

X

H


t t

t t

t t

tt00

0 0

00

00

регулаторPID








AA


пропорционално-интегрално-диференциален релейно-импулсен регулатор -процеси при линейно нарастващ и при скокообразен входен сигнал

t1t tt

PID-релейно-импулсенрегулатор

PID-релейно-импулсенрегулатор



пропорционално-интегрално-диференциален релейно-импулсен регулатор -процеси при линейно нарастващ и скокообразен входен сигнал

t0

t0

PID-релейно-импулсен регулатор PID-релейно-импулсен регулатор

t1t tt


ЕЛЕКТРИЧЕСКИПОЗИЦИОННИРЕГУЛАТОРИ



позиционен регулатор


електромагнитенизпълнителен механизъм 1

+-

R 20

R 17

R 5R 6

R 18

R 19

R7 R 8

R za

T1

Д 1

E

E

E

U О Пa

+-

E– E

Д 2

U О Пb

T2

R 9 R10

R 11

R 12

R 13

R 14 R 15

R 16

U

C 2

C 3

R100

R101

R zb

K za

a

~

b

~

K zb

електромагнитенизпълнителен механизъм 2



позиционен регулатор - електромагнитен изпълнителен механизъм

възвратна пружина

задвижващ лостбо

бина

%0

%100


позиционен регулатор - процеси при скокообразен входен сигнал


0 2 4 6 8 100

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Time (Seconds)

rir_probe

0 2 4 6 8 100

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Time (Seconds)

rir_probepos_probe pos_probe

t

t

PD-двупозиционен регулатор PID-двупозиционен регулатор

t1t t1t


ЦИФРОВИРЕГУЛАТОРИ



ОУ3

ОУ1

ОУ2

КП

Д ROM

RAM

ФНР ИМ U / I

U / IИМФНР

БРДУ ОУ5

БЗ

К

МПБРУЗ ОУ4

У

PIA2

PIA3

PIA1

ТГ

ЦАП

АЦП

1 2 3 4

5

6

цифров регулатор



+-1U

2U

R 2R 1

+-

упрU

C 1

цифрово управляеманалогов ключ

аналогова памет(схема за фиксация и запомняне на аналогов сигнал ; фиксатор от нулев ред)



строб-импулс

R

-+

-+

-+

-+

шиф

ратор

ОПU t*U упрU

OTk*UR

R

R

аналогоцифров преобразувател с поразрядно сумиране



цифровоаналогов преобразувател с R-2R матрица

-+ t*U

R

R 3

ОПU

RR

2 R 2 R 2 R 2 R 2 R

R

младшизначещразред

старшизначещразред OTk*U




ПАРАЛЕЛЕН ИНТЕРФЕЙС IЕЕЕ 488УСТРОЙСТВО

ПРЕДАВАТЕЛ - ПРИЕМНИК

PIA65486

БУФЕРИ3440 А

цпmc 6800

устройствоприемник

устройствопредавател


шини за данни

шини за комуникация

шини за управление

интерфейсни схеми


СЕРИЕН ИНТЕРФЕЙС RS 232 C

RXD TXDCTS RTSDSR DTR

8251A

TXCEK RXRDY

RXCEK

K170 УП275154

K170 АП275150

ВЪТРЕШЕНГЕНЕРАТОР

3

17

22

9

25

19

23

24

14

3 TXD

5 RTS

5 DTR

RXD 2

CTS 4

DSR 20

интерфейсни схеми



дисплей настойността на изведен параметърръчна промяна на стойносттаму до желаната

подготовка на входно/изходнитесигнали при първоначалновключване

подготовка на изходния сигналпри повторно включванеслед аварийно отпаданена захранването

дисплей на адаптивнитепараметри за настройка

дисплей на динамичнитепараметри за настройка

адаптивни параметри за настройка

динамични параметри за настройка

цифров регулатор



a

GF1

BP1 BP2

GF2

0 % 100 %

a

BP1 BP2

GF1

GF2

0 % 100 %

a

BP1 BP2 y

GF2

GF1

0 % 100 %

0 % 100 %

a

GF1

GF2

BP1 BP2

a

GFC

отв затв отв

цифров регулатор - адаптивни параметри за настройка


2121aa BP,BP,GF,GF,y,,,kk


R

2

1

R j W j W jREG( ) ( ) ( ) 1

1

1

0

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Y

X-1

-0,6

-0,2

0,2

0,6

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

d Y d X

X

Y0

X

a b

YX

R

2

1

R j W j W jREG( ) ( ) ( ) 1

1

1

0

R

2

1

R j W j W jREG( ) ( ) ( ) 1

1

1

0

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Y

X0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Y

X-1

-0,6

-0,2

0,2

0,6

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

d Y d X

X

-1

-0,6

-0,2

0,2

0,6

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

d Y d X

X

Y0

X

a b

YX

Y0

X

a b

YX






Iob

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 q

IIob

IIIob

IVob

Vob

VIob

VIIob

VIIIob

IXob

Xob

qdyd

y

-1,2

-0,7

-0,2

0,3

0,8

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

ob I

ob II

ob III

ob IV

ob V

ob VI

ob VII

ob VIII

ob IX

ob X

q

dy/dq

-4

+4Iob

IIob

IIIob

IVob

Vob

VIob

VIIob

VIIIob

IXob

Xob

qdyd

q

-1,2

-0,7

-0,2

0,3

0,8

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

ob I

ob II

ob III

ob IV

ob V

ob VI

ob VII

ob VIII

ob IX

ob X

q

dy/dq

-4

+4Iob

IIob

IIIob

IVob

Vob

VIob

VIIob

VIIIob

IXob

Xob

qdyd

qq


цифров регулатор - динамични параметри за настройка


1kkTTiTTkkk

tdtdTktdtTktkt

10D

1k

1i

1I0p

Dp

t

0

1ipp

0

D3

I

0

0

D2

0

D1

321

T

Tq;

T

T

T

T21q;

T

T1q

2kq1kqkq1kk


цифров регулатор - динамични параметри за настройка


1kkTTiTTkkk

tdtdTktdtTktkt

10D

1k

1i

1I0p

Dp

t

0

1ipp

2121aa

0

Da3

I

0

0

Da2

0

Da1

321

BP,BP,GF,GF,y,,,kkT

Tq;

T

T

T

T21q;

T

T1q

2kq1kqkq1kk


kA kB


пропорционално-интегрално-диференциален цифров PID

цифров регулатор - процеси при скокообразен входен сигнал

t1t t1t


ОУ3

ОУ1

ОУ2

КП

Д ROM

RAM

У ЕДИМ U / I

U / IЕДИМУ

БРДУ ОУ5

БЗ

К

МПБРУЗ ОУ4

У

PIA2

PIA3

PIA1

ТГ

РУ

АЦП

1 2 3 4

5

6

цифров “релейно-импулсен” регулатор




линейно нарастващ входен сигнал – рекурентни моделиращи уравнения

скокообразен входен сигнал – рекурентни моделиращи уравнения

паузаett


3p1n23

Ttn2n21n2

TtTt2n22n2

TtOBn2

паузаett


3pn23

Tt1n21n2n2

TtTt1n21n2

TtOB1n2


цифров “релейно-импулсен” PID-регулатор


t0

t0

цифров ”релейно-импулсен”- PID-регулатор

t1t tt


цифров “релейно-импулсен” PID-регулатор

цифров ”релейно-импулсен”- PID-регулатор

ОУ3

ОУ1

ОУ2

КП

Д ROM

RAM

У ЕМИМ U / I

U / IЕМИМУ

БРДУ ОУ5

БЗ

К

МПБРУЗ ОУ4

У

PIA2

PIA3

PIA1

ТГ

РУ

АЦП

1 2 3 4

5

6

цифров “позиционен” регулатор




0 2 4 6 8 100

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Time (Seconds)

rir_probe

0 2 4 6 8 100

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Time (Seconds)

rir_probepos_probe pos_probe

t

t

цифров ”двупозиционен” PD -регулатор

t1t t1t


цифров “позиционен” регулатор

цифров ”двупозиционен” PD -регулатор

въведение в

1. индустриалните мрежи за комуникацияFieldbuses (полеви магистрали)

2. системи за разпределено управлениеDCS (Distributed Control System)

3. системи (телеметрични) за диспечерскоуправление и събиране на данни

SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition)

4. вградени технологии и системи зауправление

EMBEDDED SYSTEMS



йерархична структура на системите за комуникация и управление

– информационно ниво (най-високо), главна мрежа, компютри от горно ниво;– управленско ниво, компютърни мрежи на второто ниво, управляващи компютри;

– полево ниво, полеви мрежи, контролери.


индустриални мрежи за комуникация




индустриални мрежи наименование технически вид на мрежата

ASI Sensorbus

WorldFTP Fieldbus

CANOpen Devicebus

ControlNet Control

DeviceNet Devicebus

Ethernet Enterprise

Fieldbus Foundation Fieldbus

Interbus- S Sensorbus

Lon Works Devicebus

PROFIBUS-DP Devicebus

PROFIBUS-PA Fieldbus


йерархична структура на индустриалните мрежи




индустриални полеви мрежи (I/O networks, fieldbuses).

система с пряко цифрово управление fieldbuses



компютър

контролен център

полеви устройства измерване и настройка


разпределена система за управление, fieldbuses-мрежа


полеви устройства измерване и настройка

човеко-машинен интерфейсконзола

контролен центъркарта за

контрол и I/O

индустриални полеви мрежи (I/O networks, fieldbuses).



полева мрежа Profibus-мрежа


индустриални полеви мрежи (I/O networks, Profibus).


полеви устройства измерване и настройка,сигнализация и диагностика

човеко-машинен интерфейсконзола

контролен център




пример за свързване в Profibus -мрежа

Profibusmaster

ProfibusSlav#1

ProfibusSlav#2

ProfibusSlav#n

индустриални полеви мрежи (I/O networks, Profibus).


индустриална DeviceNet -мрежа



индустриални полеви мрежи (I/O networks, DeviceNet)


пример за свързване в DeviceNet -мрежа



индустриални полеви мрежи (I/O networks, DeviceNet)



пример за свързване в ControlNet -мрежа


индустриални полеви мрежи (I/O networks, ControlNet)



пример за свързване в индустриална Еthernet -мрежа


индустриални полеви мрежи (I/O networks, Еthernet)


операторскастанция

базовконтролер

базовконтролер

УВО УВО

трафикдиректор

много-функционаленконтролер

много-функционаленконтролер

скоростна серийна магистрпала




системи за разпределено управление DCS (Distributed Control System)


DCS архитектура





последователно управлениеpol / i програми

допълнителни функции

ИСТОРИЯАНАЛОГОВАЛОГИЧЕСКА

СРЕДНИСТОЙНОСТИ

логическо управление

входно / изходни преобразувания

процес

управлениена контурите

процес

модулпроцесор

паметкомбинирана

модулиндикаторен

модуланалоговиизходи

модуланалогови

входо-изходи

модулдвоичнивходове

модулоптоизолирани

цифровивходове

модулцифровиизходи

модуланалоговиизходи

модулръчно

управление

магистрала мик

RS 232 C

RS 232 C










системи (телеметрични) за диспечерско управление и събиране на данниSCADA (Supervisory Control and Data Acquisition)

SCADA архитектура


SCADA: архитектура на програмното осигуряване






Основните функции на SCADA системите могат да бъдат представени в следните групи:

- Обмен на данни с програмируеми контролери и отдалечени вх./изх. модули в режим на реално време; - Обработка на информация в реално време; -Извеждане на графични/текстови екрани – човекомашинен интерфейс; - Поддържане на бази данни с технологична информация в реално време; - Аварийна сигнализация и управление на алармени съобщения - Подготовка и генериране на отчети за хода и историята на технологичните процеси; - Мрежова поддръжка и комуникация в индустриални мрежи с други SCADA системи или подсистеми от управлението на предприятието; - Осигуряване на връзки с външни приложения (СУБД, електронни таблици, текстови процеси и пр. услуги на MES ниво).

Дефиницията на термина SCADA система естествено еволюира с развитието на технологиите исредствата за изграждане на системи за производствено управление. През 80-те години на XX в. SCADA системите се дефинират изключително като програмно-апаратни комплекси за събиране на технологични данни в реално време чрез телеметрия. През 90-те години терминът SCADA все по-често означава само инструментите (програмни пакети) за разработване на софтуера насистемите за управление на производството. Съвременното разбиране е по-разширено. Развойните средства на съвременните SCADA-системи позволяват разработването на АСУТП в среда от тип клиент-сървър или в среда с разпределена архитектура (DCS-системи). Една пълноценна съвременна платформа за изграждане на системи за управление в настояще времее необходимо да обединява средства за синтез на SCADA, ЧМИ на диспечерското управление и управлението на производството и производителността. Подобни съвременни системи от висок клас предоставят обща стратегическа платформа са потребителски услуги в индустриална среда, която може да бъде разгърната практически над всяка съществуваща система за производствено управление. Индустриалните мрежови комуникации преодоляват в значителна степен проблемите за свързаността на хетерогенни структури с технически средства от различни производители.




С все по-нарастващата конвергенция на технологиите естествено възниква въпросът има ли още място традиционното разделение между SCADA системите и разпределените системи за управление. Целите на фунциониране на SCADA системите и РСУ се различават в основата си. Разбира се, няма принципни пречки една система да изпълнява и двете функции, но такива в практиката се проектират и прилагат рядко и това винаги става с цената на компромиси с качеството. Разпределените системи за управле-ние са процесно-ориентирани, т.е. в центъра на вниманието е управляваният процес и данните за операторите се предоставят като допълнителна задача в системните функции. SCADA системите са експлицитно проектирани и ориентирани към събиране на данни. Обслужването на контролния център и операторските станции са основни функции и задачи за системата. Отдалечените устройства, от които се получават данните се дефинират просто като източници на информация с определен формат, дока-то в същото време те могат да представляват управляващи устройства с висока степен на сложност, кое-то за SCADA системата не е „важно”. Една операторска станция в РСУ обикновено е свързана с входно-изходните устройства директно или чрез индустриална мрежа. При необходимост от информация, операторът я получава след изрична заявка към крайното устройство от страна на РСУ софтуера. В същото време събития с по-висок приоритет на полево ниво могат съществено да повлияят на достовер-ността, времето и контекста на доставената информация. От друга страна, една SCADA система трябва да функционира дори и устройствата на полево ниво да са с нарушена комуникация. „Качеството” на информацията, предоставяна на оператора е основна мярка за надеждното функциониране на SCADA системите. За целта често се прилагат механизми за обработка на събития, случили се между периоди-те на обмен на събраните данни. Дефинирано по друг начин, SCADA системите трябва да осигуряват достоверни данни и да осигуряват управления в комуникационна среда с невисока надеждност като поддържат бази от данни за хода на технологичните процеси, обновявани на принципа „последни досто-верни данни”. В SCADA се прилагат методи за валидиране на качеството и обработка на събития. Раз-пределеното резервиране на информационните канали е честа практика. РСУ, от своя страна, са постоянно свързани с източниците на данни и/или сигнали. По тази причина при тях не се налага поддържане на бази от данни с „текущи стойности”. Повишена надеждност се постига с паралелно включени устройства, а не чрез дифузно резервиране на събраната информация (в разпределени бази от данни), както е при SCADA системите. Основен недостатък на SCADA системите от по-старо поколе-ние е твърдата, статична и почти винаги силно централизирана структура, което до голяма степен ограничава взаимодействието с други елементи в MES архитектурата.




вградени технологии и системи за управление EMBEDDED SYSTEMS

- Вградените системи за управление са компютъризирани системи с най-различни приложения, специално проектирани за изпълнението на малък брой фиксирани задачи в „реално време”, аосновните им функции са свързани с контрол и/или управление. Тe са вграждани в други по-голе-ми системи, в които са включени и други компоненти - механични, хидравлични, пневматични;

- За разлика от компютърните системи за общи цели, които са проектирани да изпълняватмножество различни задачи в зависимост от инсталираните в тях приложни програми, вградените системи за управление са проектирани за специални цели и ограничен брой фиксирани задачи.Това позволява намаляването на техния размер и цена, както и повишаването на тяхната надежд-ност и производителност;

- Вградената система за управление се проектира върху платформа, която е различна отплатформата на по-голямата система, в която ще бъде вградена. От гледна точка наразработването на вградената система, платформата е свързана с операционната система наинструмента, с който ще бъде проектирана. От гледна точка на системата, в която ще бъдепоставена(внедрена) вградената система за управление, платформата се отнася до спецификата на нейната операционна система;

- Основа на вградените системи за управление са компютъризирани (изчислителни) компоненти:персонални компютри, микропроцесорни системи, микроконтролери, чипове за цифроваобработка на сигнали (DSP Digital Signal Processor) или специално проектирано апаратно осигурява-не (хардуер) и присъединено към него програмно осигуряване (софтуер);

- Компютърни системи за общи цели като: персонални компютри (Personal Computer), работни плотове (Desktop) или преносими компютри (Laptop) независимо, че съдържат (включват) в себе си компютеризирани (изчислителни) компоненти, не се определят като „вградени”, тъй като техните основни функции не са управляващи, а изчислителни. Ако такава компютърна система е проектирана специално с управляващи функции и е вградена устойчиво във външна система за реализацията на най-различен тип приложения, то тя може да бъде разглеждана като вградена система


вградени HVAC системи за управление - HVAC EMBEDDED SYSTEMS

HVAC EMBEDDEDSYSTEM CONTROL

помещение 1

помещение 2

помещение n



1TA 1RH 1VA

2TA 2RH 2VA

nTA nRH nVA


оросител

охладител

L

0x

Lx

TAQ

VA

VARHQ


ПНЕВМАТИЧНИРЕГУЛАТОРИИ СИСТЕМИ


промишлени регулатори, пневматични регулатори и системи

● пневматични средства - въведение● основни елементи и функционални схеми

пневматична камера - уравнение на газовата динамика, аналитичен моделдроселен суматор - структура, аналитично описаниедроселен делител - структура, аналитично описаниеинерционна група - структура, аналитично описаниедюза-преграда - механо-пневматичен преобразувател, аналитично описание

● пневматични усилватели и схемипневматичен мембранен аналогов усилвател – принцип на действиепневматичен повторител, суматор, усилвателинтегратор, диференциатор, изпреварващ блок

● пневматични аналогови регулаторипропорционален регулатор - принципна схема, структура, аналитично описание,

анализ на областта на нормална работа, характеристикипропорционално-интегрален регулатор - принципна схема, структура, аналитично

описание,анализ на областта на нормална работа, характеристикипропорционално-интегрално-диференциален регулатор - принципна схема,

структура, аналитично описание, анализ на областта на нормалнаработа, характеристики

пневматични средства за автоматизация


ОСНОВНИПНЕВМАТИЧНИЕЛЕМЕНТИ И

ФУНКЦИОНАЛНИСХЕМИ



VV

VV

пневматична линия

пневматичен дросел

пневматичен кондензатор

пневмокамера

пневматични средства за автоматизация - елементи


pW

1P

2P

VP1P 2PVP

V

VG1G 2G

V111 PPPG 2V22 PPPG V21 GGG

tPtPtPtPtd

tPdRVtGtGtG 2VV1

V21V

tPtPtPtPtd

tPdRV

2VV1V

tPtPtPtd

tPdRV

2V1V

tPtPtPtd

tPdRV

21VV

tPtPtP

tdtPd

RV

21VV



базово уравнение на газовата динамика

pW

1P

2P

VP1P 2PVP

V

VG1G 2G

tPtPtP

tdtPd

RV

21VV


122121

21

k1k;k1k;1kk

;1k0;1k0

;R

VT

tPktPktPtd

tPdT 2211V

V


pW

1P

0P2

VP1P 2PVP

V

VG1G 2G

проточна пневмокамера, P2= 0

0P,tPtP

tdtPd

RV

21VV

1k0;

RVT 1

0P,tPktPtd

tPdT 211V

V


tPtPtP

tdtPd

RV

21VV

pW

1P

2P

VP1P 2PVP

VG1G 2G

0V

дроселен суматор, V = 0

0V,tPtPtP 21V

12212121 k1k;k1k;1kk;1k0;1k0

0V,tPktPktP 2211V


tPtPtP

tdtPd

RV

21VV

дроселен делител, P2= 0, V = 0

0P,0V,tPtP 21V

1k0 1

0P,0V,tPktP 211V

1P 2PVP

VG1G 2G

0V pW

1P

VP

0P2


tPtPtP

tdtPd

RV

21VV

pW

1

1P

2P

VP1P 2PVP 1

V

VG1G 2G

1,PP,tPtPtP

tdtPd

RV

V221VV

1,PP,tPtPtPtd

tPdRV

V2V1VV

tPtPtd

tPdRV

1VV

tPtPtd

tPdR

V1V

V

RVT

инерционна група, P2 = PV , = 1

tPtP

td

tPdT 1V

V


tPtPtP

tdtPd

RV

21VV

PV

P O

h

ph pPV

pW

дюза - преграда, P1=P O, P2= 0, = f ( h )


механо-пневматичен преобразувател дюза-преграда

1P 2PVP

V

VG1G 2G

pW

hfO

1 PP

0P2

VP1P 2PVP

V

VG1G 2G

дюза - преграда, P1=P O, P2= 0, = f ( h )

hf,0P,PP,tPtPtP

tdtPd

RV

20

121VV

hf,0P,PP,tPhftPtPhftd

tPdRV

20

1V0

VV

hPtP

tdtPd

hRV O

VV

T hd P t

d tP t k hV

V 1 1

T

V

R hT h k

P

hk h

O

1 1,

PV

P O

h


tPtPtP

tdtPd

RV

21VV


диференциално уравнение – единичен скокообразен входен сигналпреходна функцияст

атична

систем

аот

първире

д

h

PtP

td

tPd

hR

V O

VV

ttPttP hVhV

CtdetetPtdt

h

tdt

Vhh

CehV

hRPetP V

hRtO

V

hRt

V


механо-пневматичен преобразувател - динамичен моделдюза - преграда, P1=P O, P2= 0, = f ( h )


tebtsatdtsd

a 001

thˆte;tPˆts V

pEbpSapa 001

tspS,tepE,apa

b

pE

pSpG

01

0 LL

1

011

00

01

0 aaT;abk,1pT

kˆ

apa

b

pE

pSpG

статична

систем

аот

първире

д

ttPt

td

tPhVh

V




pE1pT

kˆpEapa

bpEpGpS

01

0

jp,pEpGpSts 1pE

1 LL

pE

apab

pEpGts01

011 LL

pE1pT

kˆts 1L

статична

систем

аот

първире

д




1pTpkˆ

p1pGpEpGts 111

h LLL

Tt

11h e1kˆ

1pTTk

pk

1pTpkts LL

pGpEpGts 11 LL

Tt

1 eTk

1pTkˆts

L

статична

систем

аот

първире

д




ts h

Tt

1 2 43 5 6 70

k

k5,0

k99,0

k98,0

k95,0k86,0

k63,0

Tt

h e1kts

ts

Tt

1 2 43 5 6 7

Tk

Tk5,0

0

Tt

ekts

ts h

Tt

1 2 43 5 6 70

k

k5,0

k99,0

k98,0

k95,0k86,0

k63,0

Tt

h e1kts

ts h

Tt

1 2 43 5 6 70

k

k5,0

k99,0

k98,0

k95,0k86,0

k63,0

Tt

h e1kts

ts

Tt

1 2 43 5 6 7

Tk

Tk5,0

0

Tt

ekts

ts

Tt

1 2 43 5 6 7

Tk

Tk5,0

0

Tt

ekts

Tt

h e1kts Tt

eTkts

статична

систем

аот

първире

д




1pTj

kpGjG jp

1T

ekpGjG2

tgtcraj

jp

1T

Tkj1T

kpGjG 22jp

1T

kjG

2


tgtcrajGgrA

статична

систем

аот

първире

д




tS

1kk

12 kk

23 kk

34 kk

45 kk

56 kk

constTT 1

tS

1kk

12 kk

23 kk

34 kk

45 kk

56 kk

constTT 1

1TT

12 TT

23 TT

34 TT

45 TT

56 TT

constkk 1

tS tS

1TT

12 TT

23 TT

34 TT

45 TT

56 TT

constkk 1

tSAk

tS


преход

нифункции

ипр

еход

нихара

ктер

истики

ti

ti

ti

th

th

th

статична

систем

аот

първире

д




T1p 1

peR

pmIj

x

pplan complexe

pmIpRejp

ходо

граф

накоре

ните

статична

систем

аот

първире

д




i

imI

ieR i

3

2

1

0

1i

2i

iA

ijG

честотна

хара

ктер

истика

jG

статична

систем

аот

първире

д




честотна

хара

ктер

истика

00

107

16

1,05

01,04

001,03 0001,02

00001,01

k

2k

T1

C

jG

статична

систем

аот

първире

д




честотна

хара

ктер

истика

1 2 3 4 5

6

7

1 2 3 4

5

67

T1

C

T1

C

kgol20 01

Cfaible Célevée jGlog20

jGgra

статична

систем

аот

първире

д




честотна

хара

ктер

истика

1

2

3

45

6

7

0

T1

C

k

o45o90

jG

статична

систем

аот

първире

д




8k7k6k5k

constT

constT

constT

constT

1

8

k

k

12345678 kkkkkkkk

12345678 kkkkkkkk 1

8

k

k

8

1

T

T

constk

constk

constk

constk

12345678 TTTTTTTT

8

1

T

T

18 TT

18 TT

18 TT

12345678 TTTTTTTT

12345678 TTTTTTTT

честотна

хара

ктер

истика

jG

статична

систем

аот

първире

д




ПНЕВМАТИЧНИАНАЛОГОВИУСИЛВАТЕЛИ И

СХЕМИ Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a


пневматичен мембранен аналогов усилвател - устройство

0P

atmP


пневматичен мембранен аналогов усилвател - устройство

0P

0P

0P


тримембраненпетмембранен

седеммембранен

P1

PO

P2

усилвател, повторител, суматор

250k

pkpP

pPpW

1

2

+1P 2P

k


P2

PO

P1


250k

1pP

pPpW

1

2

+ -1P 2P

k


P2

PO

P11

P12

P13


250k

1pPpPpP

pPpW

213111

2

+ -

+

-

2Pk

12P11P 13P


пневматичен усилвател с настройваем коефициент на усилване

2P

1POP

1k0,250k

kpP

pPpW

1

1

1

2

+ -2P1P

k1k



1P

2P

OP

1k0,250k

kpP

pPpW

2

12

1

2

-+

1P 2Pk

2k



2P

OP1P

1kk0,250k

kkpP

pPpW

12

121

1

2

+ -2k

1P 2Pk1k


пневматичен интегратор

V

OP1P

2P

-+

+

1P 2Pk11

1Tp1

R/VT,250kpT

1

pP

pPpW

1

2


пневматичен диференциатор, пневматичен изпреварващ блок

V

OP OP

1P

2P

R/VT,250k

pTpP

pPpW

1

2

-+-+

-

1P

k 1Tp1

2P

k

1

*P2



V

1P

OP

2P

+ --

1P 2Pk 1Tp1

R/VT,250k

pTpP

pPpW

1

2



V

OP

2P

1P

-+1P 2P

k 1Tp1

R/VT,250k

1pTpP

pP)p(W

1

2


-+-+

-

1P

k 1Tp1

2P

k

1

*P2

V

OP

1P

OP

2P

*P2

пневматичен диференциатор

R/VT,250k

pTpP

pPpW

1

2


ПНЕВМАТИЧЕНИЗПЪЛНИТЕЛЕНМЕХАНИЗЪМ




0 %

100 %

cP

pPcom

pG ПИМ

p





pPcom

pG ПИМ

p



пневматичен бутален изпълнителен механизъмсъс стоманена мембрана


pPcom

pG ПИМ

p



сила на входното въздействие върху твърдия център с ефективна площ F


сила на триенето с коефициент на триене B

еластична сила на възвратната пружина с коефициент на еластичност C

FtP com

tdtdB

22 tdtdM

tC

-+твърд център еластична мембрана

FtP com

2

2

tdtd

M

tdtd

B

tC

pPcom

pG ПИМ

p





пневматичен изпълнителен механизъмуравнение на баланса на силите - динамичен модел

аналитични описания, преходи, характеристики, визуализации

изходвход

jE jS jG

jp

изходвход

pE pS pG

изходвход


входна физическа величинаналягане

изходна физическа величинапозиция на задвижващия лост

EPcom E

EPcom E

EPcom E

tP.FtC

td

tdB

td

tdM c2

2



tP.FtC

td

tdB

td

tdM c2

2

tPttd

tdCB

tdtd

CM 0

c0

0

2

02

xamxamcmax0

xamcc0

c CFP;tt;PtPtP

xam0

xamcc0

c t0;1t0;PtP0;1tP0

tebtsatdtsda

tdtsda 0022

2

2

1b;1a;CBa;CMa;tPˆte;tˆts 00120

c0

диференциално уравнение на баланса на силите

диференциално уравнение в безразмерни единици (нормирано)

общ вид на класа диференциални уравнения

статична

систем

аот

втор

ире




tebtsatdtsda

tdtsda 0022

2

2

jp,pDtdd t

pEbpSapapa 0012

2

диференциално уравнение (в пространството на времето)

алгебрично уравнение (в комплексното пространство)

100 abk

MC;T,MCTaa 2n

1n

1120n

11

201 CM2CBaa2a

параметри на алгебричното уравнение

pEkpSp2p 2n

2nn

2

pEkpS1pT2pT 22

предавателен коефициент

собствена честота

показател на затихването

Laplace-трансформация

статична

систем

аот

втор

ире




MCpMBp

MC

pE

pSpG

2

0MCpMBpp2p 22nn

2

характеристично уравнение (на предавателната функция)

2nn

2

2n

012

2

0

p2p

k

apapa

b

pE

pSpG

предавателна функция, определена от алгебричното уравнение

1pT2pT

k

pE

pSpG

22

статична

систем

аот

втор

ире




предавателната функция определя еднозначно зависимостта вход/изходв комплексен вид

pEapapa

bpEpGpS

012

2

0

pEp2p

kpS 2

nn2

2n

pE1pT2pT

kpS 22

jp,pEpGpSts 1pE

1 LL

pE

p2p

kpEpGts

2nn

2

2n11

LL

предавателната функция определя еднозначно зависимостта вход/изходв пространството на времето с обратна Laplace-трансформацияст

атична

систем

аот

втор

ире




10c ppEt1tPˆte L

pGppEpGts 111h

LL

преходна функция (реакция на системата при единичен скокообразен вход)

20c ppEttPˆte L

преходна характеристика (реакция на системата при линейно нарастващ вход)

pGppEpGts 211 LL

p1pE0tPˆte 0c L

pGp1pGts 11 LL

импулсна преходна функция (реакция на системата при Dirac-импулсен вход)

122pApEtnisAte L

tjtj1 ejGAejGAj2ts


статична

систем

аот

втор

ире




1

201 aa2a

2,1p описание description

0 nj имагинерни корени pôles imaginaires

10 2

nn 1j комплексно спрегнати корени pôles complexes conjugues

1 n реален двоен корен pôle réel double

1 12nn

реални корени pôles réels distincts


tdtsda 0022

2

2

корени на характеристичното уравнение - полюси на предавателната функция(във функция от показателя на затихване) – p1,2

статична

систем

аот

втор

ире




2nn2,1 1jp,10

21

2n1

hppp

kts

L

2

2

11

1

11h pp

pk

ppk

pkˆts LLL

t1tPˆte;1jp;10

coscra1tnise1

kktˆts

0c

2nn2,1

2n

t

2h

n

22

1

1

1h

pp

pk

pp

kpkˆts L




систем

аот

втор

ире

д



n2,1p,1

21

2n1

hppp

kts

L

2

2

11

1

11h pp

pk

ppk

pkˆts LLL

t1tPˆte;p;1

ete1ktˆts0

cn2,1

tn

th

nn

22

1

1

1h

pp

pk

ppk

pkˆts L




систем

аот

втор

ире

д



1jp,1 2nn2,1

21

2n1

hppppp

kts

L

2

1121

1

1

1212

11h

pp

pppk

pp

pppk

p

kˆts LLL

t1tPˆte;1jp;1

e12

1e

12

11kts

0c

2nn2,1

t1

2

2t1

2

2

hn

2n

2

2

1121

1

12121

hpp

pppk

pp

pppk

pkˆts L




систем

аот

втор

ире

д




22

21

1

11

pp

c

pp

cts LL

0tPˆte;1jp;10

1tnise1

ktˆts

0c

2nn2,1

2n

t

2

2n n

10 2nn

2nn2,1 1;;jˆ1jp

21

2n1

pppp

kts

L

12n2

12n1 2kjc,2kjc

22

2

1

11

pp

c

pp

cˆts L



систем

аот

втор

ире

д



n2,1p,1

21

2n1

pp

kts

L

0tPˆte;p;1

etktˆts0

cn2,1

t2n

n




систем

аот

втор

ире

д



1jp,1 2nn2,1

21

2n1

pppp

kts

L

2

112

2n1

1

121

2n1

pp

pp

pp

ppkˆts

LL

0tPˆte;1jp;1

e12

ke

12

ke

pp

ke

pp

kts

0c

2nn2,1

tp

2

ntp

2

ntp

12

ntp

21

n 2121

2

112

2n

1

121

2n1

pp

pp

pp

ppkˆts

L




систем

аот

втор

ире

д



ходо

граф

накоре

ните

2

n 1j

2

n 1j

0n21 pp

0 < < 1

0 < < 1

= 0

n

pmIj

n2 jp

n1 jp 2nn1 1jp

2nn1 1jp

n

2nn1 1p

2nn1 1p

n

plan complexe

peR

= 0

n

X

X

X

X

X

X

X

X

XX

X

X

X

X X XXXX

X

X

1 1

p

nnn 1;;pmIpRejp


систем

аот

втор

ире

д



устойчивипо

люси

ипр

еход

нипр

оцес

и

многокрактни полюсиpôles multiples

pIm

pRe0

ts

t

t

t t

t

t

0

0

00

0

0

ts

ts ts

ts

ts



tdtsda 0022

2

2


систем

аот

втор

ире

д



полю

сиипр

оцес

ина

гран

ицатана


тта

pRe0

pIm

t0

t0

t0

ts

ts

ts



tdtsda 0022

2

2


систем

аот

втор

ире

д



полю

сиипр

оцес

ина

гран

ицатана


тта

pRe0

pIm

t0

t0

ts

ts

t0

ts



tdtsda 0022

2

2


систем

аот

втор

ире

д



неус

тойчивипо

люси

ипр

еход

нипр

оцес

и pIm

pRe

двойни полюсиpôles doubles

0

многократни полюсиpôles multiples

t0

t0

t0

t0

t0

ts

t0

t0

t

ts

ts

ts

ts

ts

ts

ts



tdtsda 0022

2

2


систем

аот

втор

ире

д



pIm

pRe0

ts

t

t

t t

t

t

0

0

00

0

0

ts

ts ts

ts

ts

многокрактниполюси


p

pRe0

pIm

t0

t0

ts

ts

t0

ts


p pIm

pRe

двойниполюси

0

многократниполюси

t0

t0

t0

t0

t0

ts

t0

t0

t

ts

ts

ts

ts

ts

ts

ts


p


tdtsda 0022

2

2


систем

аот

втор

ире

д



tn

0

0

2,0

6,1

tts 1

201 aa2a

0tPˆte 0

c

2 4 86 10 12 14

nk

nk5,0

0

nk5,0

nk

k0,2

k5,1

k0,1

k5,0

tn

2 4 86 10 12 140

0

2,0

4,0

8,0

0,1

6,1

tts h 1

201 aa2a

t1tPˆte 0

c



систем

аот

втор

ире

дпневматичен изпълнителен механизъм


tdtsda 0022

2

2

1 1

10 0

const,1const0 n

1kk 12 kk 23 kk 34 kk 45 kk 56 kk

constk,1const0 1nn

1n2n 2n3n

3n4n 4n5n

5n6n

ts h

ts h

ts h

ts h

ts h

ts h



tdtsda 0022

2

2


систем

аот

втор

ире


0 10

1 1

1nn

constk,1const0

1n2n 2n3n

3n4n 4n5n


1kk 12 kk 23 kk 34 kk 45 kk 56 kk

ts

ts

ts

ts

ts

ts



tdtsda 0022

2

2


систем

аот

втор

ире



tdtsda 0022

2

2

0 10

1 1

1nn

constk,1const0

1n2n 2n3n

3n4n 4n5n


1kk 12 kk

23 kk 34 kk 45 kk 56 kk

ts

1 1

10 0

const,1const0 n

1kk 12 kk 23 kk 34 kk 45 kk

56 kk

constk,1const0 1nn

1n2n 2n3n

3n4n 4n5n

5n6n

ts h



систем

аот

втор

ире




tdtsda 0022

2

2

изходвход

tnisAte динамична система

tnisBts

A

A

0

B

B

te tnisBts

t

pE pS pG

T

t1tnisAte

A

A

0

T2 кръгова честота

t



систем

аот

втор

ире


122pApEtnisAte L

tjtj1 ejGAejGAj2ts

jGgrAjejGjGImjGRejG

ABjGImjGRejG 22

jGIm

jGRegtcrajGgrA

jp

pGjG


модул, амплитудно-честотна характеристика

фаза, фазово-честотна характеристика





систем

аот

втор

ире


n

2n

2nn

2

2n

2j1

k2jjk

jG

222222

2

21

2kj

21

1kjG

222 21

kjG

21

2gtcrajGgrAj

n




систем

аот

втор

ире


222101010 21gol20kgol20jGgol20

jGgol20jGgol20 101

10

jGgrAjGgrA 1


свойства на логаритмичната честотна характеристика



систем

аот

втор

ире


i

imI

ieR i

3

2

1

1i

2i

iA

0k


честотна


jGПИМ

статична

систем

аот

втор

ире



Е. Николов

R

RA

R

k

0


честотна


jGПИМ


систем

аот

втор

ире



tcoBd02


R BP

k7,0

k RjG

честотна


jGlog20 ПИМ

jGgra ПИМ


систем

аот

втор

ире



R

RjG k


BP

честотна


jGПИМ

jGgra ПИМ


систем

аот

втор

ире


o180

R

RjG

k

0


честотна


jGПИМ


систем

аот

втор

ире



m

m m

m

m m

m m

const,constk n

const,constk n

const,constk n

const,constk n

const,constk n const,constk n

честотна


jGПИМ


систем

аот

втор

ире


k

k

k k

const,constm n

const,constm n

const,constm n const,constm n

const,constm n

const,constm n


честотна


jGПИМ


систем

аот

втор

ире


n

n

n

n

constk,constm

constk,constm

constk,constm constk,constm

constk,constm

constk,constm


честотна


jGПИМ


систем

аот

втор

ире


o180

R

RjG

k

0

tcoBd02

R BP

k7,0

k RjG

i

imI

ieR i

3

2

1

1i

2i

iA

jG

0k

2

n m1j

2

n m1j

0n21 pp

0 < m < 1

0 < m < 1

m = 0

nm

m = 1

pmIj p

n2 jp

n1 jp 2nn1 m1jmp

2nn1 m1jmp

n

m > 1

2nn1 m1mp

2nn1 m1mp

nm peR

m = 0

nm

X

X

X

X

X

XX

X

XX

X

X

X

X X XXXX

X

X

plan complexe



систем

аот

втор

ире


tP.FtCtdtdB

tdtdM c2

2

tPttd

tdCB

tdtd

CM 0

c0

0

2

02

0CM,CM,tPttd

tdCB 0

c0

0

MCpMBp

MCω.ω.2p

k.ωpPpμ

pG 22nn

2

2n

0c

0

ПИМ

0CM,CM,1pCB

1pPpμ

pG0

c

0

ПИМ


система от втори ред

система от първи ред

пневматичен изпълнителен механизъм - динамичен моделпневматичен изпълнителен механизъм

1

CM2

CBaa2a

1

201

недопустимо в конструктивно отношение

1xamxamc FPC

конструктивно ограничение (изискване)

0CMmil,1

CM2

CBaa2a0M

1

201

оптимум в конструктивно отношение


пневматичен изпълнителен механизъм - динамичен моделпневматичен изпълнителен механизъм

0CM,CM,tPttd

tdCB 0

c0

0



tPBCtBCt 0c

00

tdePBCCettdBC0

c

tdBC0

1e.Ct Tt0

t1tP,00t,0t,1C 0c

00

BCtBCt0 e111e.1t



систем

аот

първире


0CMmil,tPt

tdtd

CB

0M

0c

00

tebtsatdtsd

a 001

1b;1a;CBa;tPˆte;tˆts 0000

c0

pEbpSapa 001

tspS,tepE,apa

b

pE

pSpG

01

0 LL

101

100

01

0 aaT;abk,1pT

kâpa

b

pE

pSpG



систем

аот

първире


pE1pT

kˆpEapa

bpEpGpS

01

0

jp,pEpGpSts 1pE

1 LL

pE

apab

pEpGts01

011 LL

pE1pT

kˆts 1L



систем

аот

първире


1pTpkˆ

p1pGpEpGts 111

h LLL

Tt

11h e1kˆ

1pTTk

pk

1pTpkts LL

pGpEpGts 11 LL

Tt

1 eTk

1pTkˆts

L



систем

аот

първире


ts h

Tt

1 2 43 5 6 70

k

k5,0

k99,0

k98,0

k95,0k86,0

k63,0

Tt

h e1kts

ts

Tt

1 2 43 5 6 7

Tk

Tk5,0

0

Tt

ekts

ts h

Tt

1 2 43 5 6 70

k

k5,0

k99,0

k98,0

k95,0k86,0

k63,0

Tt

h e1kts

ts h

Tt

1 2 43 5 6 70

k

k5,0

k99,0

k98,0

k95,0k86,0

k63,0

Tt

h e1kts

ts

Tt

1 2 43 5 6 7

Tk

Tk5,0

0

Tt

ekts

ts

Tt

1 2 43 5 6 7

Tk

Tk5,0

0

Tt

ekts

Tt

h e1kts Tt

eTkts



систем

аот

първире


1pTj

kpGjG jp

1T

ekpGjG2

tgtcraj

jp

1T

Tkj1T

kpGjG 22jp

1T

kjG

2


tgtcrajGgrA



систем

аот

първире


tS

1kk

12 kk

23 kk

34 kk

45 kk

56 kk

constTT 1

tS

1kk

12 kk

23 kk

34 kk

45 kk

56 kk

constTT 1

1TT

12 TT

23 TT

34 TT

45 TT

56 TT

constkk 1

tS tS

1TT

12 TT

23 TT

34 TT

45 TT

56 TT

constkk 1

tSAk

tS



преход

нифункции

ипр

еход

нихара

ктер

истики

ti

ti

ti

th

th

th


систем

аот

първире


0CM,CM,tPt

td

td

C

B 0c

00

0CM,CM,1pCB

1pPpμ

pG0

com

0

ПИМ



pPp1pCB 0com

0


jp,pDtdd t



01pT1pCB


систем

аот

първире


T1p 1

peR

pmIj

x

pplan complexe

pmIpRejp


ходо

граф

накоре

ните


систем

аот

първире


i

imI

ieR i

3

2

1

0

1i

2i

iA

ijG


честотна

хара

ктер

истика

jGПИМ


систем

аот

първире



честотна

хара

ктер

истика

00

107

16

1,05

01,04

001,03 0001,02

00001,01

k

2k

T1

C

jGПИМ


систем

аот

първире



честотна

хара

ктер

истика

1 2 3 4 5

6

7

1 2 3 4

5

67

T1

C

T1

C

kgol20 01


jGgra ПИМ


систем

аот

първире



честотна

хара

ктер

истика

1

2

3

45

6

7

0

T1

C

k

o45o90

jGПИМ


систем

аот

първире


8k7k6k5k

constT

constT

constT

constT

1

8

k

k

12345678 kkkkkkkk

12345678 kkkkkkkk 1

8

k

k

8

1

T

T

constk

constk

constk

constk

12345678 TTTTTTTT

8

1

T

T

18 TT

18 TT

18 TT

12345678 TTTTTTTT

12345678 TTTTTTTT


честотна

хара

ктер

истика

jGПИМ


систем

аот

първире



пневматичен изпълнителен механизъм - динамичен модел система от първи ред

00

107

16

1,05

01,04

001,03 0001,02

00001,01

k

2k

T1

C

jGПИМ

T1p 1

peR

pmIj

x

pmIpRejp

pplan complexe

1

2

3

45

6

7

0

T1

C

k

o45o90

jGПИМ

tSAk

1 2 3 4 56

7

1 2 3 4

5

67

T1

C

T1

C

kgol20 01


jGgra ПИМ


o180

R

RjG

k

0

tcoBd02

R BP

k7,0

k RjG

i

imI

ieR i

3

2

1

1i

2i

iA

jG

0k

2

n m1j

2

n m1j

0n21 pp

0 < < 1

0 < < 1

= 0

nm

= 1

pmIj p

n2 jp

n1 jp 2nn1 1jp

2nn1 1jp

n

> 1

2nn1 1p

2nn1 1p

nm peR

= 0

n

X

X

X

X

X

XX

X

XX

X

X

X

X X XXXX

X

X

plan complexe


пневматичен изпълнителен механизъм - динамичен модел система от втори ред


ПНЕВМАТИЧНИИЗПЪЛНИТЕЛНИМЕХАНИЗМИ -

СТАТИЧНА ХАРАКТЕРИСТИКАИ ВАРИАЦИЯ НА ПОЗИЦИЯТА





%100PPf 1maxcomcom




0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

s0

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

0comP

0com

0 P

0comP

0comP

0


tPttCBmil 0com

00

t

pPp1pCBmil 0

com0

0p


0

0,2

0,4

0,6

0,8

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

0comP

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

0comP

0


позиция и вариация на позицията във функцияот механичното натоварване отстрана на регулиращия орган

вариация на позицията във функцияот механичното натоварване отстрана на регулиращия орган


%100PPf 1maxcomcom


-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

0comP

0commPd

d

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

S1S2

S3S4

S5S6

S70

0,2

0,4

0,6

0,8

0comP



sвариация на позицията във функцияот механичното натоварване отстрана на регулиращия орган

предавателен коефициент на вариацията въвфункция от механичното натоварване от

страна на регулиращия орган

%100PPf 1maxcomcom


ПНЕВМАТИЧНИАНАЛОГОВИРЕГУЛАТОРИ



P0

Ps

Py

P

пропорционален регулатор


--

-

-

+++

-+

+-

kT pk

1

1k у

1P y

P s

P 0

P

11T p

kT pk

2

1

1

k у

пропорционален регулатор - структурни преобразувания


--

-

+++

+

+-

P 0

P s

P y

P

11T p

1

kT pk

2

1

kT pk

1

11



--

+

P

kT pk

2

1

1

11T p P P Ps y

kT pk

1

1



-

-

P

kT pk

2

1

T pT p

1

P P Ps y

kT pk

1

1



-P

T p T p

T T p T k p

k

k

1 1

1 122

P P Ps y

kT pk

1

1



P

kk

T p

T T p T k pk

k

1

2 22

2

1

11

.

P P Ps y



kW p

k12

W pk 2

kW p

k12

P

P 0

P 0

P



цияавтоматизазаобектаоттекущаPзаданиеP

наляганеопорно)atm5,0(,constP

y

s

0

1kk;k;k

..RVT;

..RVT;

..RVT;

..RVT

2121

kamk

kam

анедиференцириеинтегрираннаантивремеконстTT;TT

алностпропорционнакоефициентkkk

алностпропорционнадиапазонk

100

di

p2

1

p

pT

1pT

1pT

11

1

22

2k

k

k

2kp1k.TpTT

1pT1pT

1pTk

pT1pT

1

pT1pT



2

22

k2

1

222

k

k

k

1

kp1k.TpTT

1

1pT

kk

kp1k..TpTT

1pT1pT

1pTk

p*Wkk

kp1k.TpTT

1

1pT

kk

pPpP

2

1

2

22

k2

1

pPpPp*Wkk

pPp*Wkk

pP ys2

1

2

1

pPpPp*Wkk

pP sy2

1

pPp*Wkk

k1pPp*W

kk

pP 02

1

22

1

2112 kk1;1kk



pPp*WpPp*Wkk

pP 02

1

p*WpPpPpPkk

pP 0sy2

1

pWpPpPpPkpP 0syp

2

22

k

0syp

k

p1kTpTT1

1pTpPpPpPkpP

pWpPpPpPkpP бал0syp

12

2k

12бал p1kTpTTk11pTpW

p

2

21

2

p

2

21

2

2

1p

2pkбал

k1k

kk

k

1;k2

k

k2k

k

k1

1pk2Tpk1TT1pTpW


p11

211

p kkk;k100


0 50 100 150 200 2500

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)

Step Response Systems Balast

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25-0.14

-0.12

-0.1

-0.08

-0.06

-0.04

-0.02

0

0.02

0.04

Real (jw)

Imag

(jw

)

Nyquist plot Systems Balast

10-3 10-2 10-1 100 101-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

Pha

se (d

eg)


10-3 10-2 10-1 100 101-100

-80

-60

-40

-20

0

20

Pha

se (d

eg)


-100 -80 -60 -40 -20 0 20-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)

Nichols plot System Balast


jWarg bal

jWlog20 bal

th bal

jWbal

t

jWbal


баластно звено - характеристики

пропорционален регулатор - област на нормална работа

0

5

10

15

20

25

30

302826242220181614121086420

, /rad s

k P

регулаторРнпневматичеработанормалнанаобласт


0

Ipbal

Ipbal

10T,k,jWgra

,1T,k,jW9,0

пропорционален регулатор - динамични характеристики

0 50 100 150 200 2500

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25-0.14

-0.12

-0.1

-0.08

-0.06

-0.04

-0.02

0

0.02

0.04

Real (jw)

Imag

(jw

)


10-3 10-2 10-1 100 101-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

Pha

se (d

eg)


10-3 10-2 10-1 100 101-100

-80

-60

-40

-20

0

20

Pha

se (d

eg)


-100 -80 -60 -40 -20 0 20-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)


jWarg regP

jWlog20 regP

th regP

jW regP

t

jW regP


пропорционален пневматичен регулатор - характеристики

Ps

Py

P

V

Ps

Py

пропорционално-интегрален регулатор


--

-

-

+++

-+

+-

--

+

+

P y

P s

P s

P y

P

k у

k у

k у

1

1

1

1

11T p

kT pk

2

1

kT pk

1

1

11T p

пропорционално-интегрален регулатор - структурни преобразувания


pWpPpPpT

1pPpPkpP балsyi

syp

пропорционално-интегрален регулатор - област на нормална работа

ip11

211

p TT;kkk;k100

12

2k


p

2

21

2

p

2

21

2

2

1p

2pkбал

k1k

kk

k

1;k2

k

k2k

k

k1

1pk2Tpk1TT1pTpW

pWpPpPpT

1pPpPkpP балsysyp


0 50 100 150 200 2500

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25-0.14

-0.12

-0.1

-0.08

-0.06

-0.04

-0.02

0

0.02

0.04

Real (jw)

Imag

(jw

)


10-3 10-2 10-1 100 101-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

Pha

se (d

eg)


10-3 10-2 10-1 100 101-100

-80

-60

-40

-20

0

20

Pha

se (d

eg)


-100 -80 -60 -40 -20 0 20-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)


пропорционално-интегрален регулатор - структурни преобразувания

jWarg bal

jWlog20 bal

th bal

jWbal

t

jWbal



, /rad s

k P T sI ,


0

Ipbal

Ipbal

10T,k,jWgra

,1T,k,jW9,0


, /rad s

T sI ,k P


0

Ipbal

Ipbal

10T,k,jWgra

,1T,k,jW9,0


пропорционално-интегрален регулатор - динамични характеристики

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)

Step Response Systems PI-pneumatique

-0.3 -0.25 -0.2 -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

Real (jw)

Imag

(jw

)

Nyquist plot Systems PI-pneumatique

10-3 10-2 10-1 100 101-80

-60

-40

-20

0

20

40

Pha

se (d

eg)

Bode plot Systems PI-pneumatique

10-3 10-2 10-1 100 101-120

-100

-80

-60

-40

-20

Pha

se (d

eg)


-120 -110 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)

Nichols plot System PI-pneumatique

jWarg regPI

jWlog20 regPI

th regPI

jW regPIt

jW regPI


пропорционално-интегрален пневматичен регулатор - характеристики

Ps

P

V

Ps

Py

V

Py

пропорционално-интегрално-диференциален регулатор


-

-

-

+++

-+

-

--

+

+

P y

P s

P s P

k у

k у

k у

1

1

1

1

11T p

kT pk

2

1

kT pk

1

1

11T p

-+

P y

k у

11T p

пропорционалнно-интегрално-диференциален регулатор - структурни преобразувания


пропорционално-интегрално-диференциален регулатор - структурни преобразувания

12

2k


p

2

21

2

p

2

21

2

2

1p

2pkбал

k1k

kk

k

1;k2

k

k2k

k

k1

1pk2Tpk1TT1pTpW

pWpPpTpPpPpT

1pPpPkpP балydsyi

syp

dip11

211

p TT;TT;kkk;k100

pWpPpTpPpPpT

1pPpPkpP балysysyp


пропорционално-интегрално-диференциален регулатор – динамични характеристики

0 50 100 150 200 2500

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25-0.14

-0.12

-0.1

-0.08

-0.06

-0.04

-0.02

0

0.02

0.04

Real (jw)

Imag

(jw

)


10-3 10-2 10-1 100 101-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

Pha

se (d

eg)


10-3 10-2 10-1 100 101-100

-80

-60

-40

-20

0

20

Pha

se (d

eg)


-100 -80 -60 -40 -20 0 20-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)


jWarg bal

jWlog20 bal

th bal

jWbal

t

jWbal



пропорционално-интегрално-диференциален регулатор - област на нормална работа

, /rad s

T sI ,k P

, /rad s

k P

T sI ,

constTD constTD

0

DIpbal

DIpbal

10T,T,k,jWgra

,1T,T,k,jW9,0


пропорционално-интегрално-диференциален регулатор - динамични характеристики

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)

Step Response Systems PID-pneumatique

-0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4-10

-8

-6

-4

-2

0

2

Real (jw)

Imag

(jw

)

Nyquist plot Systems PID-pneumatique

10-3 10-2 10-1 100 101-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

Pha

se (d

eg)

Bode plot Systems PID-pneumatique

10-3 10-2 10-1 100 101-150

-100

-50

0

50

Pha

se (d

eg)


-120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)

Nichols plot System PID-pneumatique

jWarg regPID

jWlog20 regPID

th regPID

jW regPIDt

jW regPID


пропорционално интегрално диференциален пневматичен регулатор -характеристики

pWpPpPpPkpP бал0syp

пропорционален регулатор

pWpPpPpT

1pPpPkpP балsyi

syp

пропорционално интегрален регулатор

pWpPpTpPpPpT

1pPpPkpP балydsyi

syp

пропорционално интегрално диференциален регулатор

пневматични регулатори - динамични характеристики


пневматични регулатори - обобщение

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)

Step Response Systems PI-pneumatique

-0.3 -0.25 -0.2 -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

Real (jw)

Imag

(jw

)

Nyquist plot Systems PI-pneumatique

10-3 10-2 10-1 100 101-80

-60

-40

-20

0

20

40

Pha

se (d

eg)


10-3 10-2 10-1 100 101-120

-100

-80

-60

-40

-20

Pha

se (d

eg)


-120 -110 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)

Nichols plot System PI-pneumatique

jWarg regPI

jWlog20 regPI

th regPI

jW regPIt

jW regPI

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)

Step Response Systems PID-pneumatique

-0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4-10

-8

-6

-4

-2

0

2

Real (jw)

Imag

(jw

)

Nyquist plot Systems PID-pneumatique

10-3 10-2 10-1 100 101-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

Pha

se (d

eg)


10-3 10-2 10-1 100 101-150

-100

-50

0

50

Pha

se (d

eg)


-120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)

Nichols plot System PID-pneumatique

jWarg regPID

jWlog20 regPID

th regPID

jW regPIDt

jW regPID

0 50 100 150 200 2500

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)


0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25-0.14

-0.12

-0.1

-0.08

-0.06

-0.04

-0.02

0

0.02

0.04

Real (jw)

Imag

(jw

)


10-3 10-2 10-1 100 101-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

Pha

se (d

eg)


10-3 10-2 10-1 100 101-100

-80

-60

-40

-20

0

20

Pha

se (d

eg)


-100 -80 -60 -40 -20 0 20-70

-60

-50

-40

-30

-20

-1020

log1

0[G

(jw)]

(db)

Phase(deg)


jWarg regP

jWlog20 regP

th regP

jW regP

t

jW regP

0 50 100 150 200 2500

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

Time (sec)A

mpl

itude

(-)


0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25-0.14

-0.12

-0.1

-0.08

-0.06

-0.04

-0.02

0

0.02

0.04

Real (jw)

Imag

(jw

)


10-3 10-2 10-1 100 101-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

Pha

se (d

eg)


10-3 10-2 10-1 100 101-100

-80

-60

-40

-20

0

20

Pha

se (d

eg)


-100 -80 -60 -40 -20 0 20-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)


jWarg bal

jWlog20 bal

th bal

jWbal

t

jWbal

пневматични регулатори - динамични характеристики


пневматични регулатори - обобщение

ХИДРАВЛИЧНИРЕГУЛАТОРИ

ИРЕГУЛАТОРИ С

ПРЯКО ДЕЙСТВИЕ Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a

промишлени регулатори, хидравлични регулатори








величини и режими на принудено движение на несвиваемфлуид в закрити легла


régi

me

stat

ionn

aire

стационаренрежим


скорост на движение

обемем разход, дебит

налягане

пад на налягане

захранващо налягане 0P

iPP

V

плътност



елементи и възли - хидравлични зъбни помпи



елементи и възли - хидравлични винтови помпи



елементи и възли - хидравлични радиални роторно-бутални помпи



елементи и възли - хидравлични аксиални роторно-бутални помпи



елементи и възли - хидравлични дозиращи кулисно-бутални помпи



елементи и възли - хидравлични дозиращи плунжерно-мембранни помпи



елементи и възли - хидравлични турбинни безсалникови дозиращи помпи



елементи и възли - хидравлични турбинни безсалникови дозиращи помпи



градивни елементи - дросели и стабилизатори

квадратични

линейни

квадратичнирегулируеми

линейнирегулируеми

превключвателиразпределители

разход

нихара

ктер

истики



градивни елементи - стабилизатори

стабилизатор наналягане

стабилизатор наналягане

стабилизатор надебит

стабилизатор надебит



градивни елементи - дроселен хидравличен усилвател с разпределителен плунжер

дросели тип“разпределител-канавка”

P

p pP pW УХ



00 df,dP21

fV

21dA,PAfV 0

101101 PPPP,PAV

10010 PPAV

2022020 PPPP,PAV

2002 PPAV

градивни елементи - дроселен хидравличен усилвател с разпределителен плунжераналитично описание

202110V VVVVV

10o1010 VVV 1

o11 VVV

110V VVV ,PVV ii

tVV

PP

VV 10

101010

tVV

PP

VV 1

111

tVtVVV

PP

V

P

V

td

Vd

td

Vd110

110110VV




PfkV BCfV

BCfV fk,

td

Pd

td

Vd

tVtVt*V

t*VVV

PP

V

P

V

td

Pd

110

110110

t*VVV

PP

V

P

V

td

Pd 101101




10

010

PP

1

2

1A

P

V

11 PA

V

10

10 PPAV

t*VPPPAPPP

1

P

1

2

A

td

Pd110

101

212100

00 PPP;PPP;2

PAV

PPPPP,P2PP 121010

PPPPP2P2P2,PPP2P2 00010010




1

01

P

1

2

1A

P

V

0

110

010100 V

t*VPPP

V

AP

PP

1

P

1

V2

A

td

Pd

V

000010100 V

t*V

P

P1

P

P1P

PP

1

P

1

P2

1

td

Pd

V

00001011010 V

t*V

P

P1

P

P1P

PP

1

P

1

PPP2

1

td

Pd

V




001010 V

t*VCP

PPP2

C

td

Pd

V

01010

101101

0 V

t*V

PPP2

CPPP2P

td

Pd

C

PPP2

V

000 V

t*V

C

DDP

td

Pd

C

D

V







1pT

k

p

pPpW

1

1УХ

0P,P2Ad

Vd0

V

0V,P2

d

PdV

200

000

V

00

0

0

V

P2

P

P2A

V,

P2

P

P2A

V

00

DPtd

Pd

C

D

V

10

10

220101 PP1PP1C;PPPPP2D;0t*V

0t*V,kPtd

PdT 11

1

022

01

11

01

022

01

0CBf1 PPk;PP1PP1PPVfkT



статична характеристика



градивни елементи - дроселен хидравличен усилвател “дюза-преграда”

P

p pP pW УХ

0101 kff,kP21fV

2kA,PAV 10

101101 PPPP,PAV

10010 PPAV

20020 PPAV

202202 PPPP,PAV Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a


градивни елементи - дроселен хидравличен усилвател “дюза-преграда”аналитично описание

202110V VVVVV 110V VVV

t*VVV

PP

V

P

V

td

Pd 110101

10

010

PP

1

2

1A

P

V

11 PA

V

10

10 PPAV

1

01

P

1

2

1A

P

V

t*VPAPPP

1

P

1

2

A

td

Pd1

101

0




000001010 V

t*V

P

P1P

P

P1

P

P1

PPP2

1

td

Pd

V

00 V

t*VBP

D

C

td

Pd

V

00 V

t*V

C

D

C

DBP

td

Pd

VC

D

1010

10

10

10

220101

0

PPPB

PP1PP1C

;PPPPP2D;0t*V

C

DBP

td

Pd

C

D

V




0t*V,kPtd

PdT 22




1

1

00012 kPPPPPPkk

10

11

01

01

0022

02 PP1PP1PPPPPk

11

01

022

01

0CBf12 PP1PP1PPVfkTT

1pT

k

p

pPpW

2

2УХ

0P,2

PA

d

Vd 0V

0t*V;0V,P

d

PdV

200

000

V

00

0

0

V

P

P

2PA

V,

P

P

2PA

V




0t*V,kPtd

PdT 22






t

T

ktP

T

1

td

tPd

2

2

2

tdeT

CetPtd

T

t

2

tdT

t

22


хидравличен усилвател “дюза-преграда” - динамичен моделстатична

систем

аот

първире

д

0t*V,kPtd

PdT 22

22 T

t

2

T

t

eT

CetP


tebtsatdtsd

a 001

1b;1a;Ta;tˆte;tPˆts 0020

pEbpSapa 001

tspS,tepE,apa

b

pE

pSpG

01

0 LL

101

100

01

0 aaT;abk,1pT

kâpa

b

pE

pSpG


статична

систем

аот

първире

д

0t*V,kPtd

PdT 22

хидравличен усилвател “дюза-преграда” - динамичен модел


pE1pT

kˆpEapa

bpEpGpS

01

0

jp,pEpGpSts 1pE

1 LL

pE

apab

pEpGts01

011 LL

pE1pT

kˆts 1L


статична

систем

аот

първире

дхидравличен усилвател “дюза-преграда” - динамичен модел


1pTpkˆ

p1pGpEpGts 111

h LLL

Tt

11h e1kˆ

1pTTk

pk

1pTpkts LL

pGpEpGts 11 LL

Tt

1 eTk

1pTkˆts

L


статична

систем

аот

първире



ts h

Tt

1 2 43 5 6 70

k

k5,0

k99,0

k98,0

k95,0k86,0

k63,0

Tt

h e1kts

ts

Tt

1 2 43 5 6 7

Tk

Tk5,0

0

Tt

ekts

ts h

Tt

1 2 43 5 6 70

k

k5,0

k99,0

k98,0

k95,0k86,0

k63,0

Tt

h e1kts

ts h

Tt

1 2 43 5 6 70

k

k5,0

k99,0

k98,0

k95,0k86,0

k63,0

Tt

h e1kts

ts

Tt

1 2 43 5 6 7

Tk

Tk5,0

0

Tt

ekts

ts

Tt

1 2 43 5 6 7

Tk

Tk5,0

0

Tt

ekts

Tt

h e1kts Tt

eTkts


статична

систем

аот

първире



1pTj

kpGjG jp

1T

ekpGjG2

tgtcraj

jp

1T

Tkj1T

kpGjG 22jp

1T

kjG

2


tgtcrajGgrA


статична

систем

аот

първире



tS

1kk

12 kk

23 kk

34 kk

45 kk

56 kk

constTT 1

tS

1kk

12 kk

23 kk

34 kk

45 kk

56 kk

constTT 1

1TT

12 TT

23 TT

34 TT

45 TT

56 TT

constkk 1

tS tS

1TT

12 TT

23 TT

34 TT

45 TT

56 TT

constkk 1

tSAk

tS



преход

нифункции

ипр

еход

нихара

ктер

истики

ti

ti

ti

th

th

th

статична

систем

аот

първире



T1p 1

peR

pmIj

x

pplan complexe

pmIpRejp


ходо

граф

накоре

ните

статична

систем

аот

първире



i

imI

ieR i

3

2

1

0

1i

2i

iA

ijG


честотна

хара

ктер

истика

jG

статична

систем

аот

първире




честотна

хара

ктер

истика

00

107

16

1,05

01,04

001,03 0001,02

00001,01

k

2k

T1

C

jG

статична

систем

аот

първире




честотна

хара

ктер

истика

1 2 3 4 5

6

7

1 2 3 4

5

67

T1

C

T1

C

kgol20 01

Cfaible Célevée jGlog20

jGgra

статична

систем

аот

първире




честотна

хара

ктер

истика

1

2

3

45

6

7

0

T1

C

k

o45o90

jG

статична

систем

аот

първире



8k7k6k5k

constT

constT

constT

constT

1

8

k

k

12345678 kkkkkkkk

12345678 kkkkkkkk 1

8

k

k

8

1

T

T

constk

constk

constk

constk

12345678 TTTTTTTT

8

1

T

T

18 TT

18 TT

18 TT

12345678 TTTTTTTT

12345678 TTTTTTTT


честотна

хара

ктер

истика

jG

статична

систем

аот

първире





градивни елементи - струен хидравличен усилвател

P p pP pW УХ



градивни елементи - струен хидравличен усилвател - струйна тръба, коректор

струйна тръба

коректор



градивни елементи - струен хидравличен усилвателаналитично описание

212

c2

0 PP2g2

P

212

c2

0 PP2g2

P

2c001 2

g2P

2c002 2

g2P

302

c02

c21 k22g2

PPP

302

c02

c21 k22g2

PPP

02

c33 2k,kP

const,VfPkfV VCBCBc

tktP 3

0112

c0 qlL2P

0CB1CB12

c0V fqflL2

V

1CB1

V

001CB01

V

q

P

fq

V,

q

P

fq

V




02

c33 2k,kP





1CB1

V

001CB01

V

q

P

fq

V,

q

P

fq

V



02

c33УХ 2k,kp

pPpW



градивни елементи -обемен хидравличен усилвател с променлива производителност

P

p pP pW УХ



градивни елементи - обемен хидравличен усилвател с дроселно управление(несиметричен)

P

p pP pW УХ



градивни елементи - обемен хидравличен усилвател с дроселно управление(симетричен)

p pP pW УХ

P



градивни елементи - комбинирани (каскадни) хидравлични усилватели

p pP pW УХ

P



градивни елементи - комбинирани (каскадни) хидравлични усилватели

p pP pW УХ

P

02

c33 2k,kP




градивни елементи - хидравлични усилватели, обобщение

p pP pW УХ

0t*V,kPtd

PdT 22


0t*V,kPtd

PdT 11


струен усилвател

усилвател с разпределителен плунжер

усилвател “дюза-преграда”




p pP pW УХ


02

c33УХ 2k,kp

pPpW

1pT

k

p

pPpW

2

2УХ


1pT

k

p

pPpW

1

1УХ









p pP pW УХ



1CB1

V

001CB01

V

q

P

fq

V,

q

P

fq

V


000

V

00

0

0

V

P

P

2PA

V,

P

P

2PA

V


000

V

00

0

0

V

P2

P

P2A

V,

P2

P

P2A

V


p pP pW УХ







02 PP01 PP

0PP

max

0PP

max

0PP

max

02 PP01 PP

02 PP01 PP

ХИДРАВЛИЧНИИЗПЪЛНИТЕЛНИМЕХАНИЗМИ


















PP1 P2

0 % 100 %


pP p pG ХИМ



-+бутало

P t F

M

d t

d t

2

2

B

d t

d t


сила, породена от разликата в наляганията върху ефективна площ F


сила от вискозно триене с коефициент на вискозно триене B tdtdB

22 tdtdM

FP



FtPtdtd

Btd

tdM 2

2

PMFtdtd

MBtd

td2

2

pPMFppMBp2

1pBMpFB

1pMBp

MF

pPΔpμ

pG2ХИМ

0pMBp2








стем

аот

втор

ире

дпромишлени регулатори, хидравлични регулатори



jGХИМ

jGarg ХИМ

jGlog20 ХИМ

jGХИМ thХИМастатичнаси

стем

аот

втор

ире

дпромишлени регулатори, хидравлични регулатори




d t

d t

P




P

Pcrit

Pcrit

tdd

%100

td

Pd

td

Pd

td

df

1

max





ХИДРАВЛИЧНОИЗОДРОДМНОУСТРОЙСТВО





градивни елементи - хидравлични обратни връзкиизодромно устройство

ppVV p*x pW

дросел

2

2

DБРДtd

*xdm

td

*xdk*xcFP

РДоснVРДБ VVV,Vtd

*xdF

td

dF

РДРД1

БРД Pfktd

*xdF

td

dFV

td

*xdF

td

dF

f

kP Б

РД

РД



градивни елементи - хидравлични обратни връзкиизодромно устройство - динамика

td

*xdF

td

dF

f

kF

td

*xdm

td

*xdk*xc Б

РД

Б

2

2

D




td

dF

f

kFF

td

*xdm

td

*xd

f

kFk*xc

РД

Б

2

2

РД

2Б

D

Б

РД

2Б

2

2

РД

2Б

D FF,td

d

f

Fk

td

*xdm

td

*xd

f

kFk*xc

td

d

fc

Fk

td

*xd

c

m

td

*xd

fc

kF

c

k*x

РД

2Б

2

2

РД

2БD

0

c

k,0

c

m,

td

d

fc

Fk

td

*xd

fc

kF*x D

РД

2Б

РД

2Б

min140,0T;

fc

kFT,

td

dT*x

td

*xdT

РД

2Б




1pT

pT

p

p*xpWИУ



0 10 20 30 40 50 600

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Time (sec)

Am

plitu

deStep Response izodrom hydrolique

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

Real (jw)

Imag

(jw

)

Nyquist plot izodrom hydrolique

10-2 10-1 100 101 102-50

-40

-30

-20

-10

0

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Bode plot izodrom hydrolique

10-2 10-1 100 101 1020

20

40

60

80

100

Frequency (rad/sec)

Pha

se (

deg)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)

Nichols Plot izodrom hydrolique




th ИУ

jWarg ИУ

s12TI

t1t

s12TИУ

s1TИУ

jW ИУ

jW ИУ

jW ИУ



градивни елементи - механична обратна връзка

*xk*xLLx MOB1

21

x

*x

2L

1L



градивни елементи - задаващо устройство и първичен преобразувател

задаващо устройство първичен преобразувател






обща схема на хидравлични регулатори

y

s

P

kk

kk

УW МИW

ХУ

ХИМ

ОВ Д З

К

P

хидравлична връзкамеханична връзка



принципна и структурна схеми на хидравличен интегрален регулатор

pWpT

1pW 1Б

I

I

111Б 1pTpW

01

1МИI

kkL2

a2LTT

З - задаващо устройство, задатчикД - първичен преобразувател, датчикК - коректорОВ - обратна връзкаХУ - хидравличен усилвателХИМ - хидравличен изпълнителен механизъмИУ - изодромно устройство

y

s P

УW МИW

ВОk

x


ХУ

ХИМ

ДЗ

К

P

1L

2L



принципна и структурна схеми на хидравличен пропорционален регулатор

pWkpW 5БpP

1

BO1

1МИ2

BO1

1МИ15Б 1p

kk

Tp

kk

TTpW

1

2p

LL2

a2LLk


y

s P

УW МИW

1pTpTk ВО

x

VV


ХИМ

ХУ

ДЗ

ИУ

К

P

x

1L

2L

VV



принципнаиструктурнасхеми -хидравличенпропорционално-интеграленрегулатор

pWpT

11kpW 9Б

I

pIP

1OB11

21

1МИ

OB19Б kkT1pTTpTT

T

kkTW

1

2p

LL2

a2LLk

TTI


ингегрален регулатор № елементи предавателна функция параметри баластно звено

1 У1, У2, ИМ1

pWpT

1pW 1Б

I

I

01

1МИI

kkL2

a2LTT

1

11Б 1pTpW

2 У1, У2, ИМ2

pWpT

1pW 2Б

I

I

2МИ01

2МИI

kkkL2

a2LTT

1

2МИ2МИ

2МИ1212Б

T

1p

T

TTpTpW

3 У3, ИМ1

pWpT

1pW 3Б

I

I

03

1МИI

kkL2

a2LTT

1pW 3Б



анализ на областта на нормална работа на хидравличен интегрален регулатор

пропорционален регулатор № елементи предавателна функция параметри баластно звено

5 У1, У2, ИМ1

pWkpW 5БpP

1

2p

LL2

a2LLk

1

BO1

1МИ2

BO1

1МИ15Б 1p

kk

Tp

kk

TTpW

6 У1, У2, ИМ2

pWkpW 6БpP

1

2p

LL2

a2LLk

1

2МИBO1

22МИ1

32МИ1

6Б 1kkk

ppTTpTTpW

7 У3, ИМ1

pWkpW 7БpP

1

2p

LL2

a2LLk

1

BO3

1МИ7Б 1p

kk

TpW



анализ на областта на нормална работа - хидравличен пропорционален регулатор



анализ на областта на нормална работа на хидравличен пропорционално-интегрален регулатор

пропорционално-интегрален регулатор № елементи предавателна функция параметри баластно звено

9 У1, У2, ИМ1

pWpT

11kpW 9Б

I

pIP

1

2p

LL2

a2LLk

TTI

1OB11

21

1МИ

OB19Б kkT1pTTpTT

T

kkTW

10 У1, У2, ИМ2

pWpT

11kpW 10Б

I

pIP

1

2p

LL2

a2LLk

TTI

11

OB212МИ1

22МИ12МИ1

32МИ10Б

1pkkkTTTT

pTTTTTTpTTW

11 У3, ИМ1

pWpT

11kpW 11Б

I

pIP

1

2p

LL2

a2LLk

TTI

1

OB3

OB31МИ

OB3

1МИ11Б

Tkk

kkTTp

kk

TW

ЕЛЕКТРО-ХИДРАВЛИЧНИРЕГУЛАТОРИ




промишлени регулатори, електро-хидравлични регулатори

електро-механичен преобразувател,неутрален електромагнит с постъпателно движение на котвата

pI p pW ПМЕ

y

s P

УW МИW

x

ФОВW МЕПW

ЕПБУМW ЕМПWЕУW

МОВW

МЕП - механо-електрически потенциометричен преобразувателЕМП - електро-механичен преобразувателЕПБУМ - електронен паралелно-балансен усилвател на мощностЕУ - електронен усилвателХУ - хидравличен усилвателХИМ - хидравличен изпълнителен механизъмМОВ - механична обратна връзкаФОВ - функционална обратна връзка


промишлени регулатори, електро-хидравлични регулатори

електрическа връзкахидравлична връзкамеханична връзка

електро-хидравличен регулатор - обща структура


С ПРЯКО ДЕЙСТВИЕ


промишлени регулатори, хидравлични регулатори с пряко действие

Автоматичните регулатори с пряко действие АРПД са завършени и окомплектовани из-пълнителни устройства (изпълнителен механизъм и регулиращ ораган РО) съдържащи цялостно реализирана функционална структура на автоматичен регулатор с високи надеждностни показатели. Тя включва първичен (измервателен) преобразувател ИП, сравняващо устройство СУ, задатчик З, функционален усилвател и съответния пневмо-хидро- механичен преобразувател, като задвижващ елемент на дроселиращата система на регулиращия орган РО. АРПД са устройства, които не се нуждаят от специално електро- пневмо или хид-равлично захранване, а използват за функционирането си енергията на дроселирания от тях работен флуид. Тази особеност да бъдат автономни (инвариантни към наличието на специалнозахранване), ги прави изключително полезни за инженерната практика и особено за управлението (стабилизацията) на индустриални обекти, които са: разпределени в пространството (водопроводи, нефтопроводи, газопроводи, паропроводи); обекти,разположени на места, където стандартно електро- пневмо или хидравлично захранване отсъства; обекти, разположени на мобилни в пространството обекти или на транспортни средства; обекти, със затруднено експлоатационно обслужване. С АРПД се реализира предимно пропорционален закон на регулиране, а АРПД се из-ползват най-вече за стабилизация на технологични величини като налягане, разход илитемпература (характеризиращи дроселирания от тях флуид). Естествено е да се очаква, че с подобна “алгоритмична ограниченост” не винаги можеда се постигне високо качество в системите за управление (стабилизация), използващиАРПД, но в системите за управление на по-горе описаните обекти, АРПД са незаме-ними с други средства.



автоматични регулатори с пряко действие

ЗЛ

ПНП

С

З

ИП

захр

анване

РО(зл) задвижващ лост

(пнп) преобразувателна налягане в преместване

(ип) измервателенпреобразувател

(с) суматор

(з) задатчик

(ро) регулиращ орган

налягане Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6a


автоматични регулатори с пряко действие на налягане "след себе си"

ЗЛ

ПНП

С

З

ИП

захр

анване

УН

ПУН

РО



(зл) задвижващ лост

(пнп) преобразувателна налягане в преместване

(пун) преобразувателна усилие в налягане

(ип) измервателенпреобразувател

(с) суматор(з) задатчик

(ро) регулиращ орган

налягане


З Л

П Н П

С

З

И П

ЗАХРАНВАНЕ

Р О

З Л

П Н П

С

З

И П

ЗАХРАНВАНЕ

У Н

П У Н

Р О

P1

P2

V

P1

P2

V

P1

P2

V

P1 P2




обемен разход



налягане

налягане налягане


С ПРЯКО ДЕЙСТВИЕЗА ИКОНОМИЯ НАПИТЕЙНА ВОДА



Автоматичните регулатори с пряко действие АРПД са завършени и окомплектовани из-пълнителни устройства (изпълнителен механизъм и регулиращ ораган РО) съдържащи цялостно реализирана функционална структура на автоматичен регулатор с високи надеждностни показатели. Тя включва първичен (измервателен) преобразувател ИП, сравняващо устройство СУ, задатчик З, функционален усилвател и съответния пневмо-хидро- механичен преобразувател, като задвижващ елемент на дроселиращата система на регулиращия орган РО. АРПД са устройства, които не се нуждаят от специално електро- пневмо или хид-равлично захранване, а използват за функционирането си енергията на дроселирания от тях работен флуид. Тази особеност да бъдат автономни (инвариантни към наличието на специалнозахранване), ги прави изключително полезни за инженерната практика и особено за управлението (стабилизацията) на индустриални обекти, които са: разпределени в пространството (водопроводи, нефтопроводи, газопроводи, паропроводи); обекти,разположени на места, където стандартно електро- пневмо или хидравлично захранване отсъства; обекти, разположени на мобилни в пространството обекти или на транспортни средства; обекти, със затруднено експлоатационно обслужване. С АРПД се реализира предимно пропорционален закон на регулиране, а АРПД се из-ползват най-вече за стабилизация на технологични величини като налягане, разход илитемпература (характеризиращи дроселирания от тях флуид). Естествено е да се очаква, че с подобна “алгоритмична ограниченост” не винаги можеда се постигне високо качество в системите за управление (стабилизация), използващиАРПД, но в системите за управление на по-горе описаните обекти, АРПД са незаме-ними с други средства.



автоматични регулатори с пряко действие



автоматични регулатори с пряко действие на налягане "след себе си" за икономия на питейна вода

стандартна хидравлична захранваща мрежа

1

1

lin1

1

21

10

1 1P

P1

PP

PPs

1

2

lin2

1

43

30

2 1P

P1

PP

PPs

1

3

lin3

1

65

50

3 1P

P1

PP

PPs

1

4

lin4

1

87

70

4 1P

P1

PP

PPs

3P 4P

5P 6P

7P 8P

0P

1P 2P



автоматични регулатори с пряко действие на налягане "след себе си" за икономия на питейна вода

хидравлична захранваща мрежа с регулатор с пряко действие

1

1

lin1

1

21

10

1 1P

P1

PP

PPs

1

2

lin2

1

43

30

2 1P

P1

PP

PPs

1

3

lin3

1

65

50

3 1P

P1

PP

PPs

1

4

lin4

1

87

70

4 1P

P1

PP

PPs

0P

1P 2P

3P 4P

5P 6P

7P 8P

автоматичен регулаторс пряко действие на

налягане “след себе си”АРПД



налягане

автоматични регулатори с пряко действие на налягане "след себе си" икономия на питейна вода

конструкции

съществуватпостоянни и дълговременни течове на водас различендебит - от сълзенедоструенеприкрайнитепотребители иаварии във водопроводната преносна мрежа– те предопределят загубите на питейна вода

източници на постоянните и на импулсните загуби са неуплътненията на водопровод-ната мрежа (квадратични постоянни хидравлични съпротивления), водопроводнитекранове и повсеместно използваните регулатори на ниво в санитарните възли(експоненциални регулируемихидравлични съпротивления)

икономията на питейна вода, в резултат на включването на автоматични регулаторис пряко действие АРПД на налягане след себе си, е съизмерима с количеството наанулираните и на намалените загуби

2y

2*kvdr D/dd,sds,dq

5.0l1n2exp e1s1s,lq

5.0l1n21lnexp e1e11lq




5.0l1n2

5.0l1n21ln2nexp

impl

zag

e1P1

e1e111

100

q

импулсни загуби на питейна вода

l1n21ln

5.0nexp

const

maxzag

e1e11

P11100

Gq

постоянни загуби на питейна вода

5.0

kvdr

const

maxzag P11d100

Gq




0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0,2 0,4 0,6 0,8 1l

*nil

*G*G*F

s




основни величини на източниците на загуби на питейна вода




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

8

0,125

7

0,25

6

0,375

5

0,5

4

0,625

3

0,75

2

0,875

1

1

0

квадратичен постояненизточник на загуби

постояненстационарен

източник

3.0d02.0

3.0d

02.0d

*P

%икономия на питейна вода

от 12.50 % (P=6 bar)до 36.17 % (P=3 bar)

икон

омия

напи

тейн

авода




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

8

0,125

7

0,25

6

0,375

5

0,5

4

0,625

3

0,75

2

0,875

1

1

0

експоненциален регулируемизточник на загуби

3.0l02.0

*P

%

3.0l

02.0l

постояненстационарен

източник

икономия на питейна водаот 12.80 % (P=6 bar)до 37.05 % (P=3 bar)

икон

омия

напи

тейн

авода




АРПД анулира напълно импулсните загуби, които за най-активно използвания диапазон на регулируемите съпротивления възлизат от 16.33% (при P*=3 bar) до 36.75% (при P*=6bar) икономия на питейна вода, без това да изисква промени във водопроводнатамрежата.

икономия на питейна вода от импулсните загуби от 16.33 % (при P*=3 bar) до 36.75 % (при P*=6 bar)

Постоянните загуби са функция на параметрите на системата, P (заданието на АРПД P*) и вида на източника на загуби. Самото включване на АРПД в мрежа секспоненциални регулируеми съпротивления води до намаление на постояннитезагуби със стойности от 12.80% (при P*=6 bar) до 37.05% (при P*=3 bar) икономия на питейна вода от общия обем на този вид загуби. Това е количествен израз нареализираната икономия. икономия на питейна вода от постоянни загуби от експоненциални съпротивления

от 12.80 % (при P*=3 bar) до 37.05 % (при P*=6 bar) Постоянните загуби в мрежа с квадратични постоянни съпротивления с включването наАРПД намаляват със стойности от 12.50% (при P*=6 bar) до 36.17% (при P*=3 bar)икономия на питейна вода от общия обем на този вид загуби. С тези цифри сеопределя и реализираната икономия на вода.

икономия на питейна вода от постоянни загуби от квадратични съпротивления от 12.50 % (при P*=3 bar) до 36.17 % (при P*=6 bar)

РЕГУЛИРАЩИОРГАНИ

регулиращи органи


РЕГУЛИРАЩИ ОРГАНИ● регулиращи органи - предназначение● конструкции● величини, процеси и режими на движение на флуида;● стационарен режим, структурен модел

хидростатични характеристики - теоретична пропускна характеристикахидростатични характеристики - експлоатационна разходна характеристикааналитични модели на линейни и логаритмични експлоатационни характеристикихидростатични характеристики при наличие на акустична шумова емисияпредавателен коефициент по разходчувствителност на предавателния коефициент по разходхидростатични енергийни загубианалитични модели на линейни и логаритмични хидростатични загубипредавателен коефициент по хидростатични загубиакустични характеристики - шум и произход на шума в регулиращите органиантишумови и антикавитационни регулиращи органилинейни режими на функциониране

● нестационарен режим, структурен модел на процеситеструктурен модел на процесите в регулиращ орган в нестационарен режиманалитични модели на процесите в нестационарен режим







измервателенпреобразувател

изпълнителенмеханизъм



първиченпреобразувател

вториченпреобразувател

нормиращпреобразувател

задаващоустройство

сравняващоустройство

блок за формиране назакон за регулиране

регулиращи органи - предназначениерегулиращи органи


vanne automatique antibruitантишумов, антикавитационен

регулиращ орган

vanne automatiqueрегулиращ

орган



STARPAC Intelligent System STARPAC II Intelligent Control System FloVue Final Control System





M

T

TE

T

TE

M

M

M

T

TE

P

PE

F

FE

F

FE

P

PE

F

FE

T

TE

x10

СИСТЕМА ЗА УПРАВЛЕНИЕ И КОНТРОЛ SKADA

ЛОКА

ЛНАСИСТЕ

МА

ЗАУП

РАВЛЕ

НИЕ

СХЕМА НА СИСТЕМА ЗА АВТОМАТИЗАЦИЯ

F

FE

T

TE



vanne automatique antibruitантишумов, антикавитационен регулиращ орган




“DRAG” -технология

конструкциирегулиращи органи


Masoneilan “LO-DB ”дифузорни пръстени



“ VRT* “технология



“cartouches anti-bruit”технологии



“ amont-aval “технологии



“trim ”- “Q-trim ”технологии



“trim ”- “Q-trim ”технологии



“quarter-turn”технология



“butterfly”технология



“butterfly”технология



“Tiger-Tooth”технология

свиванеразширяване

P1

w1

w 2

P2

P1P2

P2

P1

w 1

w 2

P2

P1

Pн. кавитация

Pкавитация

P1

P2

P

Pкавитация

w ДОЗВУКОВА

фен

омен

и, ге

нери

ращишум

вконвен

цион

ален

регулира

щор

ган

решен

иесан

тишум

ов“T

iger

-Too

th”

-регулир

ащор

ган





















ОСНОВНИ ФИЗИЧЕСКИВЕЛИЧИНИ И

ХАРАКТЕРИСТИКИ, ОПРЕДЕЛЯЩИ ПРОЦЕСАНА ДРОСЕЛИРАНЕ В

РЕГУЛИРАЩИТЕ ОРГАНИ



l пропускна способност на регулиращия орган

условна пропускна способност на регулиращия орган lC v

s хидравлично (газово)натоварване на регулиращия орган

позиция на дроселиращата система на регулира-щия органl

хидро- газо-динамични параметри на потока флуид презрегулиращия орган (плътност, вискозитет, темпе-ратура, газоваконстанта . . . )

c акустично налягане - шумова емисия от регулиращия орган

пад на налягане на потока флуид през регулиращия органP

плътност на потока флуид през регулиращия органV дебит на потока флуид през регулиращия орган

q обемен разход на потока флуид през регулиращия орган

скорост на движение на флуида през регулиращия орган

iP налягане на потока флуид

физически величини и означения, определящи процесите в регулиращите органирегулиращи органи


s,lq параметрично множество на област на линейни режими нафункциониране с постоянна стойност на предавателния кое-фициент по разход

s,lE параметрично множество на област на линейни режими нафункциониране с постоянна стойност на предавателния кое-фициент по хидростатични загуби на мощност

параметрично множество на област на линейни режими нафункциониране с постоянна стойност на на предавателниякоефициент по разход и на предавателния коефициент похидростатични загуби на мощност

s,lEq



акустично влияние на температурата на прегрята водна паравърху шума от конвенционални регулиращи органиSSL

акустично влияние на налягането на флуида преди регули-ращия орган върху шума от конвенционални регулиращи орга-ни

pSL

акустично влияние на обемния фактор (пропускната способ-ност и фактора на критичния дебит) върху шума от конвен-ционални регулиращи органи

VSL

акустично влияние на тръбопровода върху шума от конвенцио-нални регулиращи органиaSL

gSL акустично влияние на вида на газа върху шума отконвенционални регулиращи органи

акустично влияние на съотношението на наляганията върхушума от конвенционални регулиращи органиeSL

акустичен ефект от съотношение на наляганията преди и следрегулиращия орган

акустично влияние на температурата на газа върху шума отконвенционални регулиращи органиTSL



s,lE хидростатични загуби на мощност без шумова емисия в ста-ционарен режим

s,lE хидростатични загуби на мощност с шумова емисия в стацио-нарен режим

предавателен коефициент по хидростатични загуби на мощ-ност без шумова емисия в стационарен

s,lE

s,lE предавателен коефициент по хидростатични загуби намощност с шумова емисия в стационарен

s,lq2 чувствителност на предавателен коефициент по разход безакустична шумова емисия в стационарен режим

s,lq2 чувствителност на предавателен коефициент по разход с акус-тична шумова емисия в стационарен режим

предавателен коефициент по разход с акустична шумова еми-сия в стационарен режим

s,lq

предавателен коефициент по разход без акустична шумоваемисия в стационарен режим

s,lq

експлоатационна разходна характеристика при акустична шу-мова емисия в стационарен режим

s,lq

s,lq експлоатационна разходна характеристика без акустична шу-мова емисия в стационарен режим



tE загуби на енергия в нестационарен режим

plpEpW E предавателна функция на хидродинамични загуби на

енергия в нестационарен режим

plppW EE предавателна функция на хидродинамични загуби на

мощност в нестационарен режим

tE хидродинамични загуби на мощност внестационарен режим

разход в нестационарен режим tq

plpqpW q предавателна функция на разход в нестационаренрежим

plpwpW w предавателна функция на скорост в нестационаренрежим

tw скорост в нестационарен режим



X

Q

Q

W

W

P

P

X

P1

P2

P3

P`3

P4

w1

w2

w w2

w1

f1

f f f1

f1

D1

D D D1

D1

налягане

скорост

сечение

диаметър

P*

P0

w*

w0

1 2 3 3 4'

PPO

L

1 2 3 3 4'

разход

величини, процеси и режими на движение на флуидаré

gim

e st

atio

nnai

reст

ационаренрежим







régi

me

stat

ionn

aire


скорост на движение

обемем разход, дебит

налягане

пад на налягане

iPP

V

плътност

величини, процеси и режими на движение на флуида







хидравлична захранваща мрежа

1

1

lin1

1

21

10

1 1P

P1

PP

PPs

1

2

lin2

1

43

30

2 1P

P1

PP

PPs

1

3

lin3

1

65

50

3 1P

P1

PP

PPs

1

4

lin4

1

87

70

4 1P

P1

PP

PPs

3P 4P

5P 6P

7P 8P

0P

1P 2P

величини, процеси и режими на движение на флуидахидравлично натоварване

1s0,CC

Cs

2linv

2maxv

2linv

1s0,P

Ps

maxpo

po

1s0,1s 1

1

21

1o

1PP

PPs

1,C

C2linv

2maxv

1,

P

P

po

lin

21

1o

PP

PP

régi

me

stat

ionn

aire


хидравлично натоварване s



ламинарен режим турбулентен режим кавитационен режим

режими на движение на флуида

régime stationnaire стационарен режим régime stationnaire стационарен режим



СТАЦИОНАРЕНРЕЖИМ НА

ПРОЦЕСИТЕ ВРЕГУЛИРАЩИТЕ

ОРГАНИ



position du système mécanique de commande de débitпозиция на дроселираща система

excitations смущения

Q

c

débit volumique de fluxобемен разход

sorties изходни величини


charge hydrauliqueхидравлично натоварване

s

entrées входни величини

paramètres hydrodynamique de flux (densité, viscosité . . )хидродинамични параметри на потока (плътност, вискозитет . )

pression acoustique d’émission de bruitакустично налягане шумова емисия

pertes hydrostatiquesхидростатични загуби

E

positionl

débitQ

vitessew

positionl

débitQ

vitessew

структурен модел - стационарен режим




1maxvv C.lCl

РОлинеенll

РОенлогаритмич

1lnel РОнотсекателе

lme1l

теоретична пропускна характеристика

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0,2 0,4 0,6 0,8 1

m=8

m=7

m=6

m=5

m=4

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0,2 0,4 0,6 0,8 1

n=6

n=5

n=4

n=3

n=2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0,2 0,4 0,6 0,8 1

l

e^(n(l-1))

l-e^(-ml)

l

l

l

l

l

l

параметървенконструктиm

параметървенконструктиn


vC пропускна способност

условна пропускна способност



теоретична пропускна характеристика

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

1nенлогаритмич e

линеен

mнотсекателе e1

1maxvvmax C.lCQQ

constatm1P,C20,OHo

2

régi

me

stat

ionn

aire




1,lq0,

l

1

1l

,lq,lq

;1lCC

1CCq

221

21vlinv

21yvlinv

maxmaxPOmaxlin

PO

lin

2

linV

maxV

2

maxv

v2

maxv

v

QQQ,P

P

C

C

;C

lCl;

C

lCl

1,1sPP

PP

PP

CC 1

21

1o

po

lin2linv

2maxv

1s0,1

PP

PP1

PP

CCC

s

1

21

1o

1

maxpo

po2linv

2maxv

2linv

експлоатационна разходна характеристикаré

gim

e st

atio

nnai

reст




1

maxvv

5.02

C.lCl;1s,lq0

,l1s1s,lq

ll;1s,lq0

,1s1s,lq5,02

lin

1lnel;1s,lq0

,e1s1s,lq5,01n2

log

експлоатационна разходна характеристика - аналитични моделиré

gim

e st

atio

nnai

reст




0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

5,02lin 1s1q s,q

експлоатационна разходна характеристика


1s 1.0s



0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

5,01n2log e1s1q

s,q

експлоатационна разходна характеристика


1s 1.0s



0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

q

l s,lq log

l0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

q s,lq lin

s,lq log

5,01n2log e1s1q

5,02lin 1s1q

lsn45,0e85,15.0l1n2log l11l25,5125,0e1s1s,lq

sl5e15,05.02lin l11,0l25,0l1s1s,lq

s,lq lin

експлоатационна разходна характеристика при акустична шумова емисия


при шумова емисия без шумова емисия



0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

slq ,

s

l=0,1

l=1

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

s

l=0,1

l=1

експлоатационна разходна характеристика при акустична шумова емисиярегулиращи органи


s,lq gol

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 10

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

11l

sl

1s

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 10

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

11l

sl

1s


s,lq gol



експлоатационна разходна характеристикарегулиращи органи



s,lq lin

s,lq log s,lq log

s,lq lin

régi

me

stat

ionn

aire




loglog qq linlin qq

експлоатационна разходна характеристика при акустична шумова емисияré

gim

e st

atio

nnai

reст




sds

s,qd

s,qs,qd

ssd

s,qd

d

s,qds,q

предавателен коефициент по разход

sΔ

l11

1l5,0lΔ

l11l

sqΔ

5,12

2

5,123lin

ss1es

1e5.0l

s1es

esn.49847.0.2qΔ

3l1n2

l1n2

3l1n2

l1n2

log

régi

me

stat

ionn

aire




s

1sls

l1l75.01l1sl5.1

1sls

1l35.0

l1sls

1l1sl5.11sl3

1sls

1l35.01sl3s,q

52

2222

32

2

52

2223

32

2

lin2

ss1es

1ee275.01ee5.7

s1es

en

ls1es

e1es5.7s50

s1es

enes75s,q

5l1n2

l1n4l1n2l1n2l1n2

3l1n2

l1n2

3l1n2

l1n2l1n2

5l1n2

l1n2l1n42

log2

ssd

s,qd

d

s,qds,q2

предавателен коефициент - чувствителност на предавателен коефициентré

gim

e st

atio

nnai

reст




предавателен коефициент по разход при акустична шумова емисия

s,lq lin

s,lq log s,lq log

s,lq lin

régi

me

stat

ionn

aire




loglog qq linlin qq

log2

log2 qq

lin2

lin2 qq

предавателен коефициент при акустична шумова емисияré

gim

e st

atio

nnai

reст




s,lq lin2

s,lq log2 s,lq log

2

s,lq lin2

чувствителност на предавателен коефициент при акустична шумова емисияré

gim

e st

atio

nnai

reст




s,lq log2 s,lq log

2

чувствителност на предавателен коефициент при акустична шумова емисия

ХИДРОСТАТИЧНИЗАГУБИ НА

МОЩНОСТ ПРИДРОСЕЛИРАНЕ ВРЕГУЛИРАЩИТЕ

ОРГАНИ



Ws

kgm

s

m

ms

kg.m

s

mPa

,1s1sQPE

QPE

3

23

22

3

5.02vpo

vpo

maxmax

tsnocQPa,qsaE

1s1saE

maxmax vpo

5.02

хидростатични загуби на мощност - аналитични моделиré

gim

e st

atio

nnai

reст




1

linlin0

5.02lin

0

aEΔEΔ

,l1s1sEΔ

1

loglog0

5,0l1n2log

0

aEΔEΔ

,e1s1sEΔ

s

s

s,lEl

l

s,lEs,lE

000

хидростатични загуби на мощност - аналитични модели

предавателен коефициент по хидростатични загубиrégi

me

stat

ionn

aire




s,lE lin

s,lE log s,lE log

s,lE lin

хидростатични загуби на мощностré

gim

e st

atio

nnai

reст




предавателен коефициент по хидростатични загуби

s,lE lin

s,lE log s,lE log

s,lE lin

régi

me

stat

ionn

aire




régi

me

stat

ionn

aire


loglog EE linlin EE

loglog EE linlin EE

предавателен коефициент по хидростатични загубирегулиращи органи


АКУСТИЧНИХАРАКТЕРИСТИКИ,АКУСТИЧЕН ШУМ В

ПРОЦЕСАНА ДРОСЕЛИРАНЕ



антишумови и антикавитационни технологии - енергоикономично управление

отнема

нена

част

откинетичнатае

нергия

, трансфо

рмиращ

асев

звуковач

резр

едуциранен

аскоростта

наизхода

АКУСТИЧНО НАЛЯГАНЕ СХИДРОДИНАМИЧЕН ПРОИЗХОД

АКУСТИЧНО НАЛЯГАНЕС МЕХАНИЧЕН ПРОИЗХОД

АКУСТИЧНО НАЛЯГАНЕС АЕРОДИНАМИЧЕН ПРОИЗХОД

ФИЗИЧЕСКИ ФЕНОМЕН

SL - ниво на акустичното налягане или гръмкост на звукаспрямо еталонен източник с акустично наляганеP0=2.10-5 [N/m2] и честота 1000, [Hz] SL=20 lg (P/P0)- [dB]

Sla -акустично влияние на тръбопровода върху шума от РО- [dB]Sle -акустично влияние на отношението P1/P2 върху шума - [dB]Slg -специфично акустично влияние на газа върху шума - [dB]Slp -акустично влияние на налягането на газа след РО- [dB]Sls -акустично влияние на прегрятата пара върху шума- [dB]Slt -акустично влияние на температурата на газа върху шума- [dB]Slv -акустично влияние на прапускната способност (Cv x Cf)- [dB]

изменение на собствената масана тръбопровода

удължаване на праволинейнияучастък на тръбопровода

МЕХАНИЧНИ РЕШЕНИЯ РЕДУЦИРАНЕ НА АЕРОДИНА-МИЧНАТА ШУМОВА ЕМИСИЯ

РЕДУЦИРАНЕ НА ХИДРОДИНА-МИЧНАТА ШУМОВА ЕМИСИЯ

нама

ляване

напада

наналягане

върхуР

О, чр

езнама

ляване

наскоросттан

адвиже

ниен

афлуидап

резР

О

дозвукова скорост на газа - кинетичната енергиясе преобразува в акустична енергия

за подкритични условия-турбулентната интензивностна газа в затвореното легло на движение

дозвукова скорост на газа - кинетичнатаенергия се преобразува в акустична енергия

за критични условия - турбулентната интензивности ударна вълна с надзвукова скорост пулверизация (емитиране на мехури водна пара)

трансформиране на енергия на наляганетов звукова енергия на двуфазен флуид

суперкавитация (импулсно емитиране и усвояванена мехури водна пара) импулсно преобразуване

енергия на налягането в звукова енергия

кавитация (импулсно емитиране и усвояванена мехури водна пара) импулсно преобразуване

енергия на налягането в звукова енергия

турбулизация на несвиваемия флуидвзаимодействие между флуид и вътрешните стенипреобразуване на кинетична в звукова енергия

изменения на неподвижната част надроселиращата система с елементи

“VRT” “Tiger-Tooth”“DRAG”изменения на подвижната част на дроселиращата система Masoneilan-дифузорни

пръстени и Q-trim-елементи

изменения и на подвижната, и на неподвижната част

на дроселиращата система селементи amont-aval

дифузорно изнасяне зоната на кавитацияантикавитационни пакети

cartouches anti-bruit

звуко-заглушителиувеличаване на дебелината

на тръбопроводитезвукоизолационна облицовка

разделяне на потока на малки секции с тур-булизиращи решетчести дискове и изпозва-не на стените за нискочестотен филтърадиабатно разширение чрез триене при

постоянна скоростза целия ход на разширяване

редуциране на скоростта на изхода чрезувеличаване на статичното налягане

на изхода закон на Бернули

механични вибрации от турбулентния режим на движениеи механичен резонанс на РО

ФИЗИЧЕСКИ ФЕНОМЕНФИЗИЧЕСКИ ФЕНОМЕН

намаляване брояна криволинейните

участъци на тръбопроводаограничения върху пренасянеи разпространение на шума

шум и произход на шума в регулиращите органирегулиращи органи


свиваем флуид - дозвукова скорост несвиваем флуид -кавитация

H

енталпия

ентропия S

H1=H2

S1 S2

S1S2



L

G

P P

w

w*

w

P2

w

P1

X


w

SL

PPO

H

енталпия

ентропия S

H1=H2

S1 S2

S1S2


G

P P

w

w*

w

P2

w

P1


w

SL

L

X


PPO

наляганеакустичнонаниво

PPgl20SL 010

régi

me

stat

ionn

aire


акустични характеристики, шум, произход на шума в регулиращите органирегулиращи органи


приведено количество топлина, придадено на термодинамичната система в процеса на дроселиране (адиабатен,изоенталпиен) S~P

енталпия

ентропия S

H1=H2

S1 S2

S1 S2

конвенционаленсферичен РО

РО с Q-trimантишумови

елементи

X

X

X

направление на движението

налягане

скор

ост

P

w

H

Q-trim антишумов РО

конвенционален РО

w*

w*а

нтиш

умов

w*кон

венц

.

топлос

ъдър

жан

иеH

~P,

пад

наен

талпията

~топ

линнизагуби

, H=U

+P.V

régi

me

stat

ionn

aire




звукометрична схема “a” (IEC) за измерване на възприятиетона нивото на звуковото налягане

честота на звука

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

0 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 20000

чувствително

стна

човешкото

ухокъмзвуковотона

лягане

Bd

zH



акустично ефект за съотношение на наляганията

1,00E-08

1,00E-07

1,00E-06

1,00E-05

1,00E-04

1,00E-03

1,51,41,31,251,21,151,11,051,01

Cf =1

Cf =0.9

Cf =0.8

Cf =0.7

Cf =0.6

5,1PP 21

съотношение на наляганията

21 PP

фактор на критичния дебит, зависещ от позицията на РОfC



акустичен ефект от съотношение на наляганията

5,1PP 21


1,00E-04

1,00E-03

1,00E-02

1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20

21 PP

Cf =1

Cf =0.9

Cf =0.8

Cf =0.7

Cf =0.6




акустично влияние на съотношението на наляганията върху шума отконвенционални регулиращи органи


10

1001,05 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20

-10

-50

-100 21 PP

Bd,SLe

Cf =1

Cf =0.9

Cf =0.8

Cf =0.7

Cf =0.6




-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

хелий

водород

пропан

въгл

. двуокис

етан

етилен

ацетилен

кислород

въздух

азот

въгл

.окис

природен

газ

амоняк

метан

Bd,SLg

вид на газа

акустично влияние на вида на газа върху шума отконвенционални регулиращи органи



акустично влияние на температурата на газа върху шума отконвенционални регулиращи органи

температура на газа

20

22

24

26

28

30

32

34

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500

Bd,SLT

K, 0



акустично влияние на тръбопровода върху шума отконвенционални регулиращи органи

Dy40

8015025

035045

0600

S1S2

S3

0

5

10

15

20

25

30

35

клас 40клас 80

клас 160

Bd,SLa

mm,D y

вид на тръбопровода



акустично влияние на обемния фактор (пропускната способност и фактора накритичния дебит) върху шума от конвенционални регулиращи органи


0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

Bd,SL V

fV C.C

обемен фактор



акустично влияние на налягането на флуида преди регулиращия органвърху шума от конвенционални регулиращи органи

абсолютно налягане на флуида

10

100

1 10 100 200 300 400 500 600

Bd,SL p

bar,P1



акустично влияние на температурата на прегрята водна паравърху шума от конвенционални регулиращи органи

температура на парата

Bd,SLT

C, 020

22

24

26

28

30

32

34

36

38

40

0 100 200 300 400 500 600

Bd,SLS

C, 0




-50

-40

-30

-20

-10

0

10

0 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 20000

w , [Hz]

[dB]звукометрична схема "A" ( IEC )

за измерване на възприятието на нивото на звуковото налягане

чувс

твителност

на чове

шкото

ухо

към

зву

ково

то налягане

честота на звука

Dy

40

8015025

035045

0600 S1

S2S3

0

5

10

15

20

25

30

35

клас 40клас 80

клас 160

Sla [dB]

Dy[mm]

вид на тръбопровода

акустично врияниена тръбо-провода

SLa върхушума

1,00E-08

1,00E-07

1,00E-06

1,00E-05

1,00E-04

1,00E-03

1,51,41,31,251,21,151,11,051,01

Cf=1Cf=0.9Cf=0.8Cf=0.7Cf=0.6

акустичен ефект за (P1/P2)<1.5

P1 / P2

1,00E-04

1,00E-03

1,00E-02

1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20

Cf=1Cf=0.9Cf=0.8Cf=0.7Cf=0.6

акустичен ефект за (P1/ P2)>1.5

P1/P2

10

1001,05 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20

Cf=1Cf=0.9Cf=0.8Cf=0.7Cf=0.6

P1 / P2

SLe [dB]

акустично влияние на отношението P1/ P2

върху шума отконвенционални РО

-10

-50

-100 Cf - фактор на критичния дебит, зависещ от позицията на РО

10

100

1 10 100 200 300 400 500 600

SLp [dB]

P1 [bar]абсолютно налягане на флуида

акустично влияние на налягането на флуидапреди РО върху шума от конвенционални РО

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

40

0 100 200 300 400 500 600

акустично влияние на температуратана прегрятата водна пара SLS върху

шума от конвенционален РО

SLS [dB]

[ o C]температура на парата

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

SLV [dB]

( CV x Cf )

акустично влияния на обемния фактор SLV(пропускната способност и фактор на критичния дебит)

върху шума от конвенционални РО

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

хели

й

водо

род

проп

ан

въгл

.дв

уокис

етан

етил

ен

ацет

илен

кисл

ород

въздух

азот

въгл

.окис

прир

оден

газ

амон

як

мет

ан

SLg [dB] вид газ

акустично влияния на вида на газа

SLg върху шума

20

22

24

26

28

30

32

34

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500

акустично влияние SLT на температуратана газа върху шума от конвенционални РО

[ o K ]

SLT [dB]

температура на газа

0,02l= 0,31

0,610,91

s= 0,1

s= 0,2s= 0,3

s= 0,4s= 0,5

s= 0,6s= 0,7

s= 0,8s= 0,9

s= 1

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

q РОЛИН

ls 0,02

l=0,31

0,610,91

s= 0,1

s= 0,3

s= 0,5

s= 0,7

s= 0,90

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

q РОРНП

s l

0,02

0,51

0,99

s= 0,1

s= 0,6

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

ls

qРОЛИН

0,02l=

0,310,61

0,91

s=0,1

s=6

s=0,3

s=0,4

s=0,5

s=0,6

s=0,7

s=0,8

s=0,9

s=1 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

s l

qРОРНП

0,02l=

0,310,61

0,91

s= 0,1s= 0,3

s= 0,5s= 0,7

s= 0,9

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1 E РОЛИН

sl

0,41

0,81

s= 0,1s= 0,3

s= 0,5

s= 0,7

s= 0,9

00,20,4

0,6

0,8

1

s

E РОРНП

l

0,02l= 0,41

0,81s= 0,1

s= 0,5

s= 0,9

-1-0,5

00,5

11,5

22,5

3

l s

( )E РОЛИН

0,02

0,410,81

s= 0,1

s= 0,5

s= 0,9

0

5

10

15

20

( ) E РОРНП

l s

фиг.6.25 фиг.6.26 фиг.6.27

фиг.6.28 фиг.6.29 фиг.6.30

фиг.6.33фиг.6.32фиг.6.31

фиг.6.34 фиг.6.35 фиг.6.36

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

0

0,1

0,2

0,3

0,2 0,4 0,6 0,8 1

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

( ) E

s l( )

E

s l( )

q

s l( )

q

s l( )

l

l

l

l

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,2 0,4 0,6 0,8 10

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

q qРНП РНП[]

q qЛИН ЛИН[]

фиг.6.22фиг.6.21 фиг.6.24

фиг.6.23

q РОЛИН

q РОРНП

q РОЛИН[]

q РОРНП[]

l l

0,02l= 0,31

0,610,91

s= 0,1

s= 0,2s= 0,3

s= 0,4s= 0,5

s= 0,6s= 0,7

s= 0,8s= 0,9

s= 1

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

q РОЛИН

ls

0,02l= 0,31

0,610,91

s= 0,1

s= 0,2s= 0,3

s= 0,4s= 0,5

s= 0,6s= 0,7

s= 0,8s= 0,9

s= 1

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

q РОЛИН

ls 0,02

l=0,31

0,610,91

s= 0,1

s= 0,3

s= 0,5

s= 0,7

s= 0,90

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

q РОРНП

s l 0,02l=

0,310,61

0,91

s= 0,1

s= 0,3

s= 0,5

s= 0,7

s= 0,90

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

q РОРНП

s l

0,02

0,51

0,99

s= 0,1

s= 0,6

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

ls

qРОЛИН

0,02

0,51

0,99

s= 0,1

s= 0,6

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

ls

qРОЛИН

0,02l=

0,310,61

0,91

s=0,1

s=6

s=0,3

s=0,4

s=0,5

s=0,6

s=0,7

s=0,8

s=0,9

s=1 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

s l

qРОРНП

0,02l=

0,310,61

0,91

s=0,1

s=6

s=0,3

s=0,4

s=0,5

s=0,6

s=0,7

s=0,8

s=0,9

s=1 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

s l

qРОРНП

0,02l=

0,310,61

0,91

s=0,1

s=6

s=0,3

s=0,4

s=0,5

s=0,6

s=0,7

s=0,8

s=0,9

s=1 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

s l

qРОРНП

0,02l=

0,310,61

0,91

s= 0,1s= 0,3

s= 0,5s= 0,7

s= 0,9

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1 E РОЛИН

sl

0,02l=

0,310,61

0,91

s= 0,1s= 0,3

s= 0,5s= 0,7

s= 0,9

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1 E РОЛИН

sl

0,41

0,81

s= 0,1s= 0,3

s= 0,5

s= 0,7

s= 0,9

00,20,4

0,6

0,8

1

s

E РОРНП

l 0,41

0,81

s= 0,1s= 0,3

s= 0,5

s= 0,7

s= 0,9

00,20,4

0,6

0,8

1

s

E РОРНП

l

0,02l= 0,41

0,81s= 0,1

s= 0,5

s= 0,9

-1-0,5

00,5

11,5

22,5

3

l s

( )E РОЛИН

0,02l= 0,41

0,81s= 0,1

s= 0,5

s= 0,9

-1-0,5

00,5

11,5

22,5

3

l s

( )E РОЛИН

0,02

0,410,81

s= 0,1

s= 0,5

s= 0,9

0

5

10

15

20

( ) E РОРНП

l s0,02

0,410,81

s= 0,1

s= 0,5

s= 0,9

0

5

10

15

20

( ) E РОРНП

l s

фиг.6.25 фиг.6.26 фиг.6.27

фиг.6.28 фиг.6.29 фиг.6.30

фиг.6.33фиг.6.32фиг.6.31

фиг.6.34 фиг.6.35 фиг.6.36

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

0

0,1

0,2

0,3

0,2 0,4 0,6 0,8 1

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

( ) E

s l( )

E

s l( )

q

s l( )

q

s l( )

l

l

l

l

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,2 0,4 0,6 0,8 10

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

q qРНП РНП[]

q qЛИН ЛИН[]

фиг.6.22фиг.6.21 фиг.6.24

фиг.6.23

q РОЛИН

q РОРНП

q РОЛИН[]

q РОРНП[]

l l0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,2 0,4 0,6 0,8 10

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

q qРНП РНП[] q qРНП РНП[]

q qЛИН ЛИН[] q qЛИН ЛИН[]

фиг.6.22фиг.6.21 фиг.6.24

фиг.6.23

q РОЛИН

q РОРНП

q РОЛИН[]

q РОРНП[]

l l

акустични характеристики, шум, произход на шума в регулиращите органиré

gim

e st

atio

nnai

reст




ОБЛАСТИ НАЛИНЕЙНИ

РЕЖИМИ НАФУНКЦИОНИРАНЕ



ss

s,lqll

s,lqq

ss

s,lqll

s,lqq2

consts,lqs,lqs,ls,l

1,0s;1,0l

00000

00

0s

s,lq

0l

s,lq

constqs,l

q

00

sdlds,lqs,l

consts,lqs,lsl 0000q

00

positionl

débitQ

vitessew

positionl

débitQ

vitessew

област на линейни режими на функциониранеré

gim

e st

atio

nnai

reст


consts,lqs,lq

s,ls,l

1,0s;1,0l

00000

00




ss

ll

s,l0E

0E0

E

s

slslll

slsl4

31s2

1s24

31s2

23

nil0E

s1ses1es2

1ses1l

1sesesn4

3l1n2

l1n2

2l1n23l1n2

l1n22

gol0E

0s,ls,l

s,ls,l

1,0s;1,0l

EE

0s,ls,ls,ls,l

1,0s;1,0l

EE

0s

s,l

0l

s,l

E

E

0s,l

E0E

E

**

sdlds,ls,l

positionl

débitQ

vitessew

positionl

débitQ

vitessew


gim

e st

atio

nnai

reст


0s,lEs,lsl E

positionl

débitQ

vitessew

positionl

débitQ

vitessew


gim

e st

atio

nnai

reст





0s,lEconsts,lqs,lsl 000000q

00E

0s

s,lE

0l

s,lE

0s

s,lq

0l

s,lq

0Econstqs,l

0q

00

Esdlds,ls,l

positionl

débitQ

vitessew

positionl

débitQ

vitessew


gim

e st

atio

nnai

reст





l =

s =

l =

s =

s,lq log s,lqΔ lin’

РОРНП

[]<>

РОЛИ

Н[]

00logqΔ s,l

*s,*llinEΔ

E l sÐÎ Ë È Í []

( , )0 0

( )

( )

[]

[]

ql

qs

ËÈÍ

ËÈÍ

0

0

( )

( )

[]

[]

ql

qs

ÐÍ Ï

ÐÍ Ï

0

0

съсшумоваемисия


s =

l =

s =

l =

s,lq log s,lq lin

РОРНП

<> РОЛИ

Н

00logqΔ s,l 00lin

qΔ s,l

q l sÐÎ ËÈ Í ( , )0 0

( )

( )

ql

qs

ËÈÍ

ËÈÍ

0

0

( )

( )

ql

qs

ÐÍ Ï

ÐÍ Ï

0

0

безшумоваемисия


s =

l = l =

s =

s,lE log s,lE lin

РОРНП

[]<>

РОЛИ

Н[]

*s,*llinEΔ

E l sÐÎ ËÈ Í []

( , )

*s,*llinEΔ

( )

( )

[]

[]

El

Es

ÐÍ Ï

ÐÍ Ï

0

0

( )

( )

[]

[]

El

Es

ËÈÍ

ËÈÍ

0

0



l =

s =

l =

s =

s,lE log s,lE lin

РОРНП

<> РОЛИ

Н

*s,*llogEΔ *s,*llin

EΔ

E l sÐÎ Ë È Í ( , )

( )

( )

El

Es

ÐÍ Ï

ÐÍ Ï

0

0

( )

( )

El

Es

ËÈÍ

ËÈÍ

0

0



régi

me

stat

ionn

aire


област на линейни режими на функциониранеrégime stationnaire



( )

( )

( )

( )

ql

qs

El

Es

LCV

LCV

LCV

LCV

0

0

0

0

( )

( )

( )

( )

[]

[]

[]

[]

ql

qs

El

Es

LCV

LCV

LCV

LCV

0

0

0

0

linEΔ

linqΔ

linE

linEΔ

linqΔ

linEΔδ

0.2 0.4 0.6 0.8 1

0.2

0.4

0.6

0.8

1

l =s =

0s,lΛ 00linqΔ EΔ

0.2 0.4 0.6 0.8 1

0.2

0.4

0.6

0.8

1

s =

l =

0s,lΛ 00linqΔ EΔ

0EΔ,constqΔ

0EΔδ,0qΔ

linlin

linlin2

0EΔ,constqΔ

0EΔδ,0qΔ

linlin

linlin2

LCV

<>

LCV

[]

WITHNOISEEMISSION

WITHOUTNOISEEMISSION

logEΔ

qECV[]

logEΔδ

LFDDME

logqΔ

logEΔ logEΔδ

LFDDME

0.2 0.4 0.6 0.8 1

0.2

0.4

0.6

0.8

1

s =

l =

00logqΔ s,lΛ

EΔ

0.2 0.4 0.6 0.8 1

0.2

0.4

0.6

0.8

1

s =

l =

0EΔ,constqΔ

0EΔδ,0qΔ

loglog

loglog2

0EΔ,constqΔ

0EΔδ,0qΔ

loglog

loglog2

00logqΔ s,lΛ

EΔ

( )

( )

( )

( )

ql

qs

El

Es

ECV

ECV

RCV

ECV

0

0

0

0

( )

( )

( )

( )

[]

[]

[]

[]

ql

qs

El

Es

ECV

ECV

ECV

ECV

0

0

0

0

EC

V <>

EC

V[]

WITHOUTNOISEEMISSION

WITHNOISEEMISSION

s =

l =

s =

l =

LCV

<>

LCV

[]

LCV

<>

LCV

[]

( )

( )

( )

( )

[]

[]

El

Es

El

Es

ЛИН

LCV

LCV

LCV

0

0

0

0

( )

( )

( )

( )

[]

[]

ql

qs

ql

qs

LCV

LCV

LCV

LCV

0

0

0

0

linlin qΔqΔ

linlin EΔEΔ

00linqΔ s,lΛ

00linq s,l

s*,l*Λ linqΔ

s*,*lΛ linEΔ

00logqΔ s,lΛ

00logq s,l

s*,l*Λ logqΔ

s*,*lΛ logEΔ

l = l =

s =

s =

EC

V <>

EC

V[]

EC

V <>

EC

V[]

( )

( )

( )

( )

[]

[]

El

Es

El

Es

ECV

ECV

ECV

ECV

0

0

0

0

( )

( )

( )

( )

[]

[]

ql

qs

ql

qs

ECV

ECV

ECV

ECV

0

0

0

0

loglog qΔqΔ

loglog EΔEΔ

régi

me

stat

ionn

aire


област на линейни режими на функциониранеrégime stationnaire



s,ls,l nilq

golq

s,ls,l nilE

golE

s,ls,l nilEq

golEq

област на линейни режими на функциониранес постоянна стойност на предавателния коефициент по разход

с постоянна стойност на предавателния коефициент по хидростатични загубис постоянни стойности на коефициентите по разход и по хидростатични загуби

0s,lEconsts,lq 0000

0s,lE

positionl

débitQ

vitessew

positionl

débitQ

vitessew

régi

me

stat

ionn

aire


consts,lq 00



НЕСТАЦИОНАРЕНРЕЖИМ

НА ПРОЦЕСИТЕ ВРЕГУЛИРАЩИТЕ

ОРГАНИ



tposition du système mécanique de commande de débitпозиция на дроселираща система

excitations смущения

tQ

tc

débit volumique de fluxобемен разход

sorties изходни величини


t

charge hydrauliqueхидравлично натоварване

ts

entrées входни величини

paramètres hydrodynamique de flux (densité, viscosité . . )хидродинамични параметри на потока (плътност, вискозитет . )

pression acoustique d’émission de bruitакустично налягане шумова емисия

pertes hydrodynamiquesхидродинамични загуби

tE


pq t1 s,pG

ps

p

positionl

débitQ

vitessew

positionl

débitQ

vitessew

структурен модел на процесите в регулиращ орган -нестационарен режимré

gim

e st

atio

nnai

reст




02032

* nbPnbPwnatd

wdm

1s0,PPs

,Pm

tlstwls

mtd

twd

max

2

tlhtwr

td

twd2

pl pw

ps

pq

pW1 pW 2

pW 3

pE

pW 4

pE

pE

1l0,l

,tlhtwtwrtd

twd

max

tftuta

td

tud

tatwrtatwr

tutw

équation Ricatti RDEs

positionl

débitQ

vitessew

positionl

débitQ

vitessew

аналитични модели на процесите в нестационарен режимré

gim

e st

atio

nnai

reст




Jacopo Francesco Riccati (1676-1754)

Jacopo Francesco RiccatiRiccati Equation



0t,u0u

tftutatd

tud

0

0000 ttwtlhttutft

tt

ydywrydya

et1et1,tg

0tt,eeeetg 0twrtwrt

ydyaydya0ot

t

ot

0tt,eeeetg 0wttwt

ydyaydya0ot

t

ot

t

ot

o

t

t

ot

o

t

0ydywr

0

t

t

ydywr

ydya

0

t

t

ydya

t

t

ewdlhe

eudfe

d,tgtwtu

équationconditions initiales

conditions aux limites

Green- fonction

fonction de standardisation

positionl

débitQ

vitessew

positionl

débitQ

vitessew


gim

e no

nsta

tionn

aire

нест




George Green (1793-1841)

George Green (1793-1841)Green’functions



скоростpl

pw

1ptwb

1pwapW

0

0w

pl pw

ps

pq

pW1 pW 2

pW 3

pE

pW 4

pE

pE

0

tp1 dtgepW

0

ydywrydywrtp

0

ydyaydyatp

1

deee

deee

pW

ot

t

ot

ot

t

ot

0tt,deeepW 0

0

wrttwrttp1

0

fonction de transfert

positionl

débitQ

vitessew

positionl

débitQ

vitessew

аналитични модели на процесите в нестационарен режим - скоростré

gim

e no

nsta

tionn

aire

нест




1ptwb

1pwaplpwpW

0

0w

скорост

02032

* nbPnbPwnatdwdm

уравнение на Ricatti на количеството на движение

аналитични модели на процесите в нестационарен режим - скорострегулиращи органи


аналитични модели на процесите в нестационарен режим - скорост

ba,jW w ba,jWarg w

ba,jWlog20 w

t

thw ba,jW w Step Response Vitesse Nyquist plot Vitesse

Bode plot Vitesse Nichols plot Vitesse

régi

me

nons

tatio

nnai

reнест




0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

0 5 10 15 20

5,0wO

Owtw

t

0,9wO

t,wfwtw OO

l5,0l,const984,0l

,const5,0s

O

0,5

2,5

4,5

6,5

8,5

10,5

0 5 10 15 200,5

0,7

0,9

1,1

1,3

1,5

1,7

t,wfwtw OO

Owl,tw

Owtw Owl,tw

0,9wO

5,0wO

1,0l

0,1l

l5,0l,const5,0s

O

t

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Owl,tw

1,0l

0,1l

Owl,tw

l5,0l,const5,0s

O

t

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

0,9wO

5,0wO t,wfwtw OO

Ows,tw

Ows,tw Owtw

0,1s

1,0s

t

0,4

1,4

2,4

3,4

4,4

5,4

6,4

7,4

8,4

9,4

10,4

0 4 8 12 16 200

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6 Ows,tw Owl,tw

Owl,tw

Ows,tw

1,0l

0,1l

1,0s

0,1s

t

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Ows,tw

Ows,tw

1,0s

0,1s

l5,0l,const984,0l

O

t

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

0 5 10 15 20

5,0wO

Owtw

t

0,9wO

t,wfwtw OO

l5,0l,const984,0l

,const5,0s

O

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

0 5 10 15 20

5,0wO

Owtw

t

0,9wO

t,wfwtw OO

l5,0l,const984,0l

,const5,0s

O

0,5

2,5

4,5

6,5

8,5

10,5

0 5 10 15 200,5

0,7

0,9

1,1

1,3

1,5

1,7

t,wfwtw OO

Owl,tw

Owtw Owl,tw

0,9wO

5,0wO

1,0l

0,1l

l5,0l,const5,0s

O

t0,5

2,5

4,5

6,5

8,5

10,5

0 5 10 15 200,5

0,7

0,9

1,1

1,3

1,5

1,7

t,wfwtw OO

Owl,tw

Owtw Owl,tw

0,9wO

5,0wO

1,0l

0,1l

l5,0l,const5,0s

O

t

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Owl,tw

1,0l

0,1l

Owl,tw

l5,0l,const5,0s

O

t0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Owl,tw

1,0l

0,1l

Owl,tw

l5,0l,const5,0s

O

t

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

0,9wO

5,0wO t,wfwtw OO

Ows,tw

Ows,tw Owtw

0,1s

1,0s

t0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

0,9wO

5,0wO t,wfwtw OO

Ows,tw

Ows,tw Owtw

0,1s

1,0s

t

0,4

1,4

2,4

3,4

4,4

5,4

6,4

7,4

8,4

9,4

10,4

0 4 8 12 16 200

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6 Ows,tw Owl,tw

Owl,tw

Ows,tw

1,0l

0,1l

1,0s

0,1s

t0,4

1,4

2,4

3,4

4,4

5,4

6,4

7,4

8,4

9,4

10,4

0 4 8 12 16 200

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6 Ows,tw Owl,tw

Owl,tw

Ows,tw

1,0l

0,1l

1,0s

0,1s

t

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Ows,tw

Ows,tw

1,0s

0,1s

l5,0l,const984,0l

O

t0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Ows,tw

Ows,tw

1,0s

0,1s

l5,0l,const984,0l

O

t

régi

me

non

stat

ionn

aire

étud

e te

mpo

relle

0wtw 0wtw

0wl,tw 0wl,tw

0ws,tw 0ws,tw

t

t

t

t

t

t



-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 5 10 15 20

O

O

OO

O ww

wtwt

twtw

wtw

5,0wO

0,9wO t

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

0 5 10 15 20

td

wtwd O

5,0wO

0,9wO t

05

1015 20

Wo= 0,5Wo= 2,5

Wo= 5

Wo= 7,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6 Owtw

Ow

l5,0l,const984,0l

,const5,0s

O

t 0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

0 5 10 15 20

5,0wO

Owtw

t

0,9wO

t,wfwtw OO

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 5 10 15 20

O

O

OO

O ww

wtwt

twtw

wtw

5,0wO

0,9wO t

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 5 10 15 20

O

O

OO

O ww

wtwt

twtw

wtw

5,0wO

0,9wO t

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

0 5 10 15 20

td

wtwd O

5,0wO

0,9wO t

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

0 5 10 15 20

td

wtwd O

5,0wO

0,9wO t

05

1015 20

Wo= 0,5Wo= 2,5

Wo= 5

Wo= 7,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6 Owtw

Ow

l5,0l,const984,0l

,const5,0s

O

t0

510

15 20

Wo= 0,5Wo= 2,5

Wo= 5

Wo= 7,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6 Owtw

Ow

l5,0l,const984,0l

,const5,0s

O

t 0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

0 5 10 15 20

5,0wO

Owtw

t

0,9wO

t,wfwtw OO

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

0 5 10 15 20

5,0wO

Owtw

t

0,9wO

t,wfwtw OO

td

wtwd 0 0

0

000 w

wwtwt

twtwwtw

0wtw 0wtw

t

t

t0w

t

t

régi

me

non

stat

ionn

aire

étud

e te

mpo

relle



1q0,QQq

,twsktqtd

tqdsT

max

0sT,pw

pq

1psT

skpW2

pl pw

ps

pq

pW1 pW 2

pW 3

pE

pW 4

pE

pE

plpGplpWpWpq 21

1psT

sk

1ptwb

1pwapG

0

0

skl1s1s,lqq

5,02

t0p

l1nloglin e;l

разход1psT

l1s1

1ptwb

1pwa

pl

pqpWpWpG

5,02

0

0

2q

positionl

débitQ

vitessew

positionl

débitQ

vitessew

аналитични модели на процесите в нестационарен режим - разходré

gim

e no

nsta

tionn

aire

нест




1psT

l1s11ptwb

1pwaplpqpW

5,02

0

0q

разход

02032

* nbPnbPwnatdwdm


аналитични модели на процесите в нестационарен режим - разходрегулиращи органи


0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 5 10 15 20

t,wftq O

tq

l5,0l,const984,0l

,const5,0s

O

t

5,0wO

0,9wO

0,86

0,88

0,9

0,92

0,94

0,96

0,98

1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

l,tq

l,tq

l5,0l,const5,0s

O

1,0l

0,1l

t

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1

0 4 8 12 16 20

s,tq

s,tq

l5,0l,const984,0l

O

1,0s

0,1s

t

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 5 10 15 200,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1 s,tq

l,sq

t,wftq O

tq

5,0wO

0,9wO

t

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

0 5 10 15 200,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

t,wftq O

tq l,tq

q t l,

5,0wO

0,9wO

0,1l

0,1l

t

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1

s,tq

s,tq

l5,0l,const984,0l

O

l,tq

l,tq

l5,0l,const5,0s

O

t

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 5 10 15 20

t,wftq O

tq

l5,0l,const984,0l

,const5,0s

O

t

5,0wO

0,9wO

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 5 10 15 20

t,wftq O

tq

l5,0l,const984,0l

,const5,0s

O

t

5,0wO

0,9wO

0,86

0,88

0,9

0,92

0,94

0,96

0,98

1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

l,tq

l,tq

l5,0l,const5,0s

O

1,0l

0,1l

t0,86

0,88

0,9

0,92

0,94

0,96

0,98

1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

l,tq

l,tq

l5,0l,const5,0s

O

1,0l

0,1l

t

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1

0 4 8 12 16 20

s,tq

s,tq

l5,0l,const984,0l

O

1,0s

0,1s

t0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1

0 4 8 12 16 20

s,tq

s,tq

l5,0l,const984,0l

O

1,0s

0,1s

t

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 5 10 15 200,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1 s,tq

l,sq

t,wftq O

tq

5,0wO

0,9wO

t0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 5 10 15 200,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1 s,tq

l,sq

t,wftq O

tq

5,0wO

0,9wO

t

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

0 5 10 15 200,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

t,wftq O

tq l,tq

q t l,

5,0wO

0,9wO

0,1l

0,1l

t0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

0 5 10 15 200,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

t,wftq O

tq l,tq

q t l,

5,0wO

0,9wO

0,1l

0,1l

t

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1

s,tq

s,tq

l5,0l,const984,0l

O

l,tq

l,tq

l5,0l,const5,0s

O

t0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1

s,tq

s,tq

l5,0l,const984,0l

O

l,tq

l,tq

l5,0l,const5,0s

O

t

l,tq

s,tq

tq

l,tq

s,tq

tq

tt

t

t

t

t

régi

me

non

stat

ionn

aire

étud

e te

mpo

relle



0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1

0 4 8 12 16 200,5

0,7

0,9

1,1

1,3

1,5

1,7 s,tq Ows,tw

Ows,tw

s,tq

1,0s

t

0,8

0,82

0,84

0,86

0,88

0,9

0,92

0,94

0,96

0,98

1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4 l,tq Owl,tw

l,tq

Owl,tw

1,0l

0,1l

1,0l

0,1l

t

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0 5 10 15 200,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8 Owtw tq

t,wfwtw OO 5,0wO

0,9wO

0,9wO

5,0wO t,wftq O

t

05101520 Wo= 0,5

Wo= 2,5

Wo= 5

Wo= 7,5

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

Ow

t

tq

l5,0l,const984,0l

,const5,0s

O

05

1015 20

Wo= 0,5Wo= 2,5

Wo= 5

Wo= 7,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6 Owtw

Ow

l5,0l,const984,0l

,const5,0s

O

t

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 5 10 15 20

O

O

OO

O ww

wtwt

twtw

wtw

5,0wO

0,9wO t

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1

0 4 8 12 16 200,5

0,7

0,9

1,1

1,3

1,5

1,7 s,tq Ows,tw

Ows,tw

s,tq

1,0s

t0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1

0 4 8 12 16 200,5

0,7

0,9

1,1

1,3

1,5

1,7 s,tq Ows,tw

Ows,tw

s,tq

1,0s

t

0,8

0,82

0,84

0,86

0,88

0,9

0,92

0,94

0,96

0,98

1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4 l,tq Owl,tw

l,tq

Owl,tw

1,0l

0,1l

1,0l

0,1l

t0,8

0,82

0,84

0,86

0,88

0,9

0,92

0,94

0,96

0,98

1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4 l,tq Owl,tw

l,tq

Owl,tw

1,0l

0,1l

1,0l

0,1l

t

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0 5 10 15 200,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8 Owtw tq

t,wfwtw OO 5,0wO

0,9wO

0,9wO

5,0wO t,wftq O

t0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0 5 10 15 200,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8 Owtw tq

t,wfwtw OO 5,0wO

0,9wO

0,9wO

5,0wO t,wftq O

t

05101520 Wo= 0,5

Wo= 2,5

Wo= 5

Wo= 7,5

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

Ow

t

tq

l5,0l,const984,0l

,const5,0s

O

05101520 Wo= 0,5

Wo= 2,5

Wo= 5

Wo= 7,5

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

Ow

t

tq

l5,0l,const984,0l

,const5,0s

O

05

1015 20

Wo= 0,5Wo= 2,5

Wo= 5

Wo= 7,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6 Owtw

Ow

l5,0l,const984,0l

,const5,0s

O

t05

1015 20

Wo= 0,5Wo= 2,5

Wo= 5

Wo= 7,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6 Owtw

Ow

l5,0l,const984,0l

,const5,0s

O

t

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 5 10 15 20

O

O

OO

O ww

wtwt

twtw

wtw

5,0wO

0,9wO t

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 5 10 15 20

O

O

OO

O ww

wtwt

twtw

wtw

5,0wO

0,9wO tt

t

t

t

0

0

000 w

wwtwt

twtwwtw

t

t

0wtw 0wtw

l,tq

s,tq

tq

régi

me

non

stat

ionn

aire

étud

e te

mpo

relle



tc,ts,jQ 1 is,jQ

tc,ts,jQ 1 is,jQ

étud

e fr

éque

ntie

lleré

gim

e no

n st

atio

nnai

re



аналитични модели на процесите в нестационарен режим - разход

tc,ts,Q 1j ij s,Q

tc,ts,Qarg 1j ij s,Qarg

étud

e fr

éque

ntie

lleré

gim

e no

n st

atio

nnai

reрегулиращи органи


ХИДРАВЛИЧНИЗАГУБИ НАМОЩНОСТ В

НЕСТАЦИОНАРЕНРЕЖИМ



W

s

kgm

s

m

ms

m.kg

s

mPa

3

23

22

3

,QPE

5,02maxmaxE 1s1sQPQP

5,02E l1s1sc

tsnocQPc,s,lqsc maxmaxE

1lin,E

0lin,E

5.020lin,E c,l1s1s

1log,E

0log,E

5.0l1n20log,E c,e1s1s

tqsctE plpGscpqscpE

мощностназагубиичнихидродинам1psT

1s1

1ptwb

1pwaplsc

p5,02

0

0

E

pl pw

ps

pq

pW1 pW 2

pW 3

pE

pW 4

pE

pE

positionl

débitQ

vitessew

positionl

débitQ

vitessew

аналитични модели на процесите нестационарен режим-загуби мощностré

gim

e no

nsta

tionn

aire

нест




1psT

1s11ptwb

1pwasc

plp

pW5,02

0

0EE

хидродинамични загуби на мощност

02032

* nbPnbPwnatdwdm


аналитични модели на процесите нестационарен режим-загуби мощнострегулиращи органи


аналитични модели на процесите нестационарен режим-загуби мощност

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4x 10

-3

Real (jw)

Imag

(jw

)

Nyquist plot "Hydrodynamic Power losses"

,jnilE

,jgolE

1

1

1

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)

Step Response "Hydrodynamic Power losses"

,tnilE

1

1

1

10-2 10-1 100 101 102 103-80

-70

-60

-50

-40

-30

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Bode plot "Hydrodynamic Power losses"

10-2

10-1

100

101

102

103

-100

-50

0

50

Frequency (rad/sec)

Pha

se (

deg)

,jgolE

,jarg golE

,jnilE

,jarg nilE

-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10-75

-70

-65

-60

-55

-50

-45

-40

-35

-30

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)

Nichols plot "Hydrodynamic Power losses"

,jnilE

,jgolE

,tgolE

régi

me

nons

tatio

nnai

reнест




is,jE tc,ts,jE 1

is,jE

tc,ts,jE 1

аналитични модели на процесите нестационарен режим-загуби мощностét

ude

fréq

uent

ielle

régi

me

non

stat

ionn

aire



ij s,E tc,ts,E 1j

ij s,Earg tc,ts,Earg 1j


ude

fréq

uent

ielle

régi

me

non

stat

ionn

aire



is,jQ

E

tc,ts,jQ 1

E

Q E is,jQ

E


ude

fréq

uent

ielle

régi

me

non

stat

ionn

aire



ЕНЕРГИЙНИ ЗАГУБИВ РЕГУЛИРАЩИТЕ

ОРГАНИ ВНЕСТАЦИОНАРЕН

РЕЖИМ



аналитични модели на процесите в нестационарен режим - загуби енергия

ttQtPtttE E

t

0

E tdttE

pl pw

ps

pq

pW1 pW 2

pW 3

pE

pW 4

pE

pE

tEtE golnil

positionl

débitQ

vitessew

positionl

débitQ

vitessew

régime non stationnaire

енергияназагуби1psTp

1s1

1ptwb

1pwaplsc

pE5,02

0

0

régi

me

nons

tatio

nnai

reнест


sWs

skgms

smms

skgms

smPa 3

23

22

3



1psTp1s1

1ptwb1pwa

scplpE

pW5,02

0

0E

хидродинамични загуби на енергия

02032

* nbPnbPwnatdwdm


аналитични модели на процесите в нестационарен режим - загуби енергиярегулиращи органи


аналитични модели на процесите в нестационарен режим - загуби енергия

-105 -100 -95 -90 -85 -80-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)

Nichols plot "Hydrodynamic Energy losses"

,jE gol

,jE nil

10-2 10-1 100 101 102-100

-50

0

50

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Bode plot "Hydrodynamic Energy losses"

10-2

10-1

100

101

102

-180

-160

-140

-120

-100

-80

Frequency (rad/sec)

Pha

se (

deg)

,jEarg nil

,jE gol

,jEarg gol

,jE nil

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)

Step Response "Hydrodynamic Energy losses"

,tE gol

,tE nil

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6

x 10-3

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

Real (jw)

Imag

(jw

)

Nyquist plot "Hydrodynamic Energy losses"

,jE gol

,jE nil

régi

me

nons

tatio

nnai

reнест




1psT

1s11ptwb

1pwasc

plp

pW5,02

0

0EE

хидродинамични загуби на мощност

1psTp1s1

1ptwb1pwa

scplpE

pW5,02

0

0E

хидродинамични загуби на енергия

1psT

l1s11ptwb

1pwaplpqpW

5,02

0

0q

разход

1ptwb

1pwaplpwpW

0

0w

скорост

02032

* nbPnbPwnatdwdm


аналитични модели на процесите в нестационарен режим - обобщениерегулиращи органи


загуби

намощ

ност

загуби

наен

ергия

ba,jW w ba,jWarg w

ba,jWlog20 w

t

thw ba,jW w Step Response Vitesse Nyquist plot Vitesse

Bode plot Vitesse Nichols plot Vitesse

-105 -100 -95 -90 -85 -80-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)

Nichols plot "Hydrodynamic Energy losses"

,jE gol

,jE nil

10-2 10-1 100 101 102-100

-50

0

50

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Bode plot "Hydrodynamic Energy losses"

10-2 10-1 100 101 102-180

-160

-140

-120

-100

-80

Frequency (rad/sec)

Pha

se (

deg)

,jEarg nil

,jE gol

,jEarg gol

,jE nil

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)

Step Response "Hydrodynamic Energy losses"

,tE gol

,tE nil

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6

x 10-3

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

Real (jw)

Imag

(jw

)

Nyquist plot "Hydrodynamic Energy losses"

,jE gol

,jE nil

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4x 10

-3

Real (jw)

Imag

(jw

)

Nyquist plot "Hydrodynamic Power losses"

,jnilE

,jgolE

1

1

1

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

Time (sec)

Am

plitu

de (-

)

Step Response "Hydrodynamic Power losses"

,tnilE

1

1

1

10-2

10-1

100

101

102

103

-80

-70

-60

-50

-40

-30

20.lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Bode plot "Hydrodynamic Power losses"

10-2

10-1

100

101

102

103

-100

-50

0

50

Frequency (rad/sec)

Pha

se (

deg)

,jgolE

,jarg golE

,jnilE

,jarg nilE

-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10-75

-70

-65

-60

-55

-50

-45

-40

-35

-30

20lo

g10[

G(jw

)] (d

b)

Phase(deg)

Nichols plot "Hydrodynamic Power losses"

,jnilE

,jgolE

,tgolE

скор

ост

разход

is,jQ is,jQ

ij s,Q

tq

t



Q j s t c t , , 1

E

régime non stationnaireétude temporelle étude fréquentielle

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0 5 10 15 20

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

t

Qw

0w

0Q

positionl

débitQ

vitessew

positionl

débitQ

vitessew

0l

0

,w

ltwvitesse

0

,Q

ltQdébit

lposition



gim

e no

nsta

tionn

aire

нест





регулиращи органи - конфигуриране на обобщените обекти за автоматизация

ИЗБОР НАРЕГУЛИРАЩИ

ОРГАНИ

pkpkpk obPOOOA



конфигуриранена обобщен обект за автоматизация - избор на регулиращ орган

plpy,pGs,pG,s,pG obPOOOA

s,pG PO

ps

pl

pq py

,pG ob

p

pk PO pk ob




Iob

1qd/yd

qqy

IIob

5m1emqd/yd

eqy1qm

1qm

IIIob

0,6n5,0,5m1emqd/yde1qy

qm

qm

IVob

75,0a25,0100q580q8410108,0qd/yd

qa3aa5,0qy2

3

Vob

6n5;0,5m1,75;0a25,0qm2mqd/ydqam1qy 2

VIob

1qd/ydq1qy

VIIob

0,6n5;0,5m1emqd/yd

eqyqm

qm

VIIIob

5m1emqd/yd

e1qy1qm

1qm

IXob

75,0a25,0100q580q8410108,0d/yd

qa3aa5,01qy2

3

Xob

0,6n5;0,5m1;65,0a25,01qammqd/yd

qamqy 2



конфигуриранена обобщен обект за автоматизация - избор на регулиращ органтипични класове технологични процеси - статични характеристики

Iob

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 q

IIob

IIIob

IVob

Vob

VIob

VIIob

VIIIob

IXob

Xob

y



конфигуриранена обобщен обект за автоматизация - избор на регулиращ органтипични класове технологични процеси - статични характеристики

-1,2

-0,7

-0,2

0,3

0,8

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

ob I

ob II

ob III

ob IV

ob V

ob VI

ob VII

ob VIII

ob IX

ob X

q

dy/dq

-4

+4Iob

IIob

IIIob

IVob

Vob

VIob

VIIob

VIIIob

IXob

Xob

qdyd

q

-1,2

-0,7

-0,2

0,3

0,8

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

ob I

ob II

ob III

ob IV

ob V

ob VI

ob VII

ob VIII

ob IX

ob X

q

dy/dq

-4

+4Iob

IIob

IIIob

IVob

Vob

VIob

VIIob

VIIIob

IXob

Xob

qdyd

qq

qdyd



конфигуриранена обобщен обект за автоматизация - избор на регулиращ органтипични класове технологични процеси - предавателен коефициент

tsnco

l

lq

lq

qy

l

lqyk OOA

A

qyyQYY

Q/QQ,Y/YY

,qyyQYYQYY

max0

max0

000

Погрешно, съобразно традиционни алгоритми, изборът на вида на регулиращия органРО се счита за рутинна задача. Нейното решение е свързано с преодоляването насъществени проблеми. Необходимото и достатъчно условие за правилния избор е наличието на информация за статичната характеристика на технологичния процес

QYY . Ако характеристиката е частично или напълно известна (теоретически или експериментално), изборът на вида на РО традиционно се основава на единственото до сега предложено в литературата и прието в инженерната практика геометрично съображение A (алгоритъм за избор на РО). Такъв алгоритъм цели да гарантира изпълнение на изискването за постоянен коефициент на обобщения обект за автоматизация ООА.

Формулировката на този алгоритъм е следната: пропускната характеристика l на РО да бъде симетрично-огледална на статичната характеристика на технологичния процес qy . Изисква се симетричност на функциите lQQ и QYY или в контекста на нормирания вид на характеристиките - симетричност A на функциите

lqq и qyy .



традиционен алгоритъм за избор на регулиращ орган

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

VIrolq

VIobqy

IIIobqy

IIIrolq

VIoblflddy

IIIoblflddy

ldyd,y,q

q,l



конфигуриранена обобщен обект за автоматизация - избор на регулиращ органобобщени обекти с типични класове процеси, конфигурирани по традиционен

алгоритъм за избор на регулиращ орган

предавателен коефициент на ООА

s,lqq,s,lqyqyy

s,lqqd

qyds,lq

q

qys,ly

ss

s,lq

q

qyl

l

s,lq

q

qys,ly

ss

s,lyl

l

s,lys,ly

прецизен метод и алгоритъм за избор на регулиращ орган



предавателен коефициент на ООА

0;0;ss;ll

10;10;ss;ll*

;s,lyy;s,lysign,yyy

,s,lyy;s,lysign,yyy

s,lys,ly,s,ly.s,ly

;1y

yys,ly1

s,ly

s,ly

;0s,ly,s,ly

0s,ly,s,lys,ly

y

slss0

ll0

sls0

l0

0

0

000000

0000

000

0000




Прецизно конфигурираните системи за управление (стабилизация) са тези, припроектирането и изграждането на които са използвани методи и технически средства,редуциращи факторите, които създават предпоставките за параметрични модулации встатичните и/или динамичните характеристики на обекта още в процеса наконфигурация на ООА. Разглежда се нов по същността си:

метод и реализиращият го алгоритъм за конфигуриране на обобщения обект за автоматизация ООА с прецизиране избора на РО, който:

- се базира на оценка на областите на линейни режими в статичната характеристика на обобщения обект, без да се мотивира с идеята за симетрично-огледален подбор на функции;

- борави с предавателен коефициент на обекта, а не с коефициент на усилване;

- поставя като цел при конфигурацията на антишумово конфигурирани системи зауправление избора на РО с максималната площ на областта на линейни режими наООА, а не константната стойност на коефициента на усилване;

- оперира с експлоатационните, а не с теоретичните характеристики на РО;

- въвежда понятието диференциална чувствителност на предавателния коефициент наООА в антишумово конфигурирани системи за управление, с чиято помощ се определят и областта на линейни режими.




0s

s

s,ly

l

s,ly

0l

s

s,ly

l

s,ly

maxmin

maxmin

maxmin

maxmin

s,ssl,ll

s,ssl,ll


регулиращи органи - конфигуриране на обобщените обекти за автоматизацияпрецизен метод и алгоритъм за избор на регулиращ орган

005,0s

s

s,ly

l

s,ly

005,0l

s

s,ly

l

s,ly

maxmin

maxmin

maxmin

maxmin

s,ssl,ll

s,ssl,ll




s,l s,l

РОРНП0РОЛИН0

s,l s,l

РОРНП0РОЛИН0

sdlds,lysdlds,ly

sdlds,lysdlds,ly




Методът се състои в подбора на такъв тип РО, който да гарантира максимална област на линейните режими (в която s,ly е с постоянна стойност) на конфигурирания с него ООА. Предлаганият алгоритъм следва етапите:

1. Определяне на модела qyy на статичната характеристика на технологичния процес и на неговия предавателния коефициент qd/yd . 2. Съставяне на модела на статичната характеристика s,ly и определяне на

s,ly и на y на ООА с този технологичен процес, включващ линеен РО. 3. Съставяне на модела на статичната характеристика s,ly и определяне на

s,ly и на y на ООА с този процес, включващ логаритмичен РО. 4. Съставяне на системата уравнения (или система неравенства), предназначеназа анализ на областите на линейни режими на функциониране в статичната характеристика за всеки един от горе получените ООА2, ООА3. 5. Решаването на системите частни диференциални уравнения (респективно на системите неравенства) и определяне на областите на линейни режими на ООА2 , ООА3. 6. Оценка и сравнение на площите на проекциите на получените области на линейни режими на ООА2 с линеен РО и на ООА3 с логаритмичен РО. Окончателният избор се спира на този тип РО (линеен или логаритмичен), като най-

подходящ за разглеждания технологичен процес, който гарантира: - наличието на област на линейни режими;

- възможно най-широката област на линейните режими на функциониране на ООА. Е. НиколовISBN 10: 954 438 579 7; ISBN 13: 978 954 438 579 8; ISBN 10: 954-438-554-1, ISBN 13: 978-954-438-554-4; ISBN 954-438-500-2; ISBN 954-438-499-5; ISBN 954-438-423-5; ISBN 954-438-395-6; ISBN 954-438-334-4; ISBN 954-438-336-6

регулиращи органи - конфигуриране на обобщените обекти за автоматизацияпрецизен метод и алгоритъм за избор на регулиращ орган

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 10

0.2

0.4

0.6

0.8

1

емисияшумовабез РОРНП

005,0s,lyΔδ емисияшумовабез РОЛИН

005,0s,ly

s

l l

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 10

0.2

0.4

0.6

0.8

1

емисияшумовасъс РОЛИН

005,0s,ly емисияшумовасъс РОРНП

005,0s,lyΔδ

s

l l


регулиращи органи - конфигуриране на обобщените обекти за автоматизацияконфигуриранена обобщен обект за автоматизация - избор на регулиращ орган

пример

s,l s,l

РОРНП0РОЛИН0 sdlds,lysdlds,ly



емисияшумовасъс РОЛИН

005,0s,ly емисияшумовасъс РОРНП

005,0s,lyΔδ

конфигуриранена обобщен обект за автоматизация - избор на регулиращ органпример

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1 s

l l

s

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Technology

Present tsa 10