Page 52 - Івано-Франківський національний технічний

Практичне заняття №3
(2 годин)

Аналіз автоматичних систем керування з врахуванням динаміки
виконавчих механізмів

Теоретичні засади до практичного заняття

Виконавчим механізмом називають елемент автоматичної системи
керування, який у відповідності з командним сигналом регулятора r(t)
безпосередньо діє на об'єкт з метою ціле направленої зміни регульованої
величини.
Ця дія на керований об’єкт здійснюється різними способами: зміною
кількості речовини шляхом дроселювання його потоку або зміною
продуктивності установки; зміною кількості внесеного тепла шляхом зміни
кількості теплоносія чи палива; зміною дози подачі речовини шляхом зміни
швидкості обертання привідного механізму; періодичним включенням і
виключенням агрегатів тощо.
Для виконання цих задач використовуються різні за конструкцією,
принципом дії, родом споживаної енергії виконавчі механізми.
3 точки зору математичного опису для нас є принципіальним поділ їх на
пневматичні та електричні виконавчі механізми.
Пневматичні виконавчі механізми (ПВМ) перетворюють командний
пневматичний сигнал (0,02 – 0,1МПа) в безпосередню дію на об'єкт, змінюючи
прохідний переріз регулюючого органу, що викликає зміну кількості речовини
або енергії.
ПВМ можуть працювати в комплекті як з електричними, так і з
пневматичними регуляторами. В останньому випадку для узгодження
електричного вихідного сигналу регулятора з пневматичним вхідним сигналом
виконавчого механізму застосовують електропневмоперетворювачі.
У відповідності зі своїм призначенням виконавчий механізм складається з
двох частин: виконавчого і регулюючого органів.
Виконавчий орган перетворює пневматичний сигнал в перестановочне
зусилля. В ПВМ перестановочне зусилля створюється дією тиску стисненого
повітря на мембрану, поршень чи шток. Згідно з цим розрізняють мембранні,
поршневі і сильфонні виконавчі механізми.
В нафтовій та газовій промисловості найбільш широке застосування
знайшли мембранні пневматичні виконавчі механізми. Тому в подальшому під
ПВМ будемо розуміти мембранні виконавчі механізми.
Під дією перестановочного зусилля регулюючий орган змінює свій
гідравлічний опір за рахунок зміни прохідного перерізу затвору. Це викликає
зміну кількості речовини (теплоносія), що поступає на об'єкт.
Як елемент автоматичної системи керування ПВМ складається з двох
послідовних ланок: виконавчого та регулюючого органів. Вихід виконавчого
органу - переміщення його вихідного елемента, що жорстко з'єднаний з