Elektronikos paskaitų konspektas


Tachometriniai jutikliai. Automatinio proceso apibudinimas.

Elektronikos konspektas. Bendros žinios. Automatizavimo rūšys. Automatinė kontrolė. Automatinė apsauga. Distancinis valdymas. Automatinis valdymas. Automatinis reguliavimas. Automatinio valdymo sistemos grandys. Valdomo proceso apibūdinimas. Proceso išėjimo kintamasis. Valdymo kintamasis. Trikdis arba proceso apkrova. Valdymo problema. Atviros kilpos valdymas. Valdymas pagal trikdį. Valdymas su grįžtamu ryšiu. Relinis valdiklis. P valdiklis. PID – valdiklis. Pid – valdiklių panaudojimas avs. Idealus PID valdiklis. Idealaus PID valdiklio perdavimo funkcija. Realaus PID valdiklio perdavimo funkcija. Realių standartinių kontrolerių laiko atsakas. Kontrolerio parametrų nustatymo metodai. Ziglerio Nikolso atviros kilpos metodas. Ziglerio Nikolso uždaros kilpos metodas. Skaitmeninis PID kontroleris. Adaptyvinis valdymas. Pakopinis valdymas. Automatikos elementai. Elektrinių matavimų metodai ir priemonės. Neelektrinių dydžių elektriniai matavimai. Elektrinių jutiklių klasifikacija. Kontaktiniai jutikliai. Reostatiniai ir potenciometriniai jutikliai. Induktyviniai jutikliai. Talpiniai jutikliai. Termoelektriniai jutikliai. Pjezoelektriniai jutikliai. Tachometriniai jutikliai. AS stiprintuvų paskirtis , klasifikacija ir pagrindinės charakteristikos. Stiprintuvų panaudojimo ypatybės. Vykdančiųjų mechanizmų paskirtis , rūšys , charakteristikos. Vykdantieji mechanizmai ir elektromagnetinė pavara. Vykdantieji mechanizmai su NS varikliais. Vykdymo įrenginiai su kintamos srovės varikliais. Elektronikos elementai – diodai , tiristoriai , tranzistoriai. Lygintuvas , stabilizatoriai. Emiterinis kartotuvas. Įtampos stiprintuvas. Galios stiprintuvai. Diferencialiniai stiprintuvai. Operaciniai stiprintuvai. Skaitmeniniai signalai. Loginės , ventilinės schemos. Keitikliai „ Analogas kodas D arba bei „ Kodas Analogas “ A arba. Loginės automatikos pagrindai. Relinės automatizavimo sistemos. Programuojamųjų valdiklių sandara ir veikimo principas. PLV programavimo principai. Kombinacinio loginio valdymo schemų projektavimas.


Automatu vadiname sistema, kuri susideda iš valdomo objekto (VO) ir automatinio valdymo įtaiso. Jų sąveikoje ir pasiekiami darbo režime nustatyti valdymo tikslai:

VO gali būti ne tik atskira mašina, bet ir technologinio proceso mašinų visuma. Todėl platesne prasme įrenginiai, kuriuose valdymas vykdomas automatinio valdymo įtaisų pagalba, vadinami automatinio valdymo sistemomis.

5. Automatinis reguliavimas – automatinio valdymo rūšis, apimanti technologinio proceso dydžių pastovumo palaikymą arba jų kitimą nustatytu dėsniu, žmogui tiesiogiai nedalyvaujant.

Šie procesų kintamieji yra tipiniai automatinio valdymo objektai:

- lygis arba svoris (masė);

Įėjimas u ir išėjimas y nebūtinai tie patys fizikiniai dydžiai (pvz., temperatūra ir srautas). Bet gali būti ir tie patys.

Procesas – sistema, kurios išėjimo kintamasis y yra valdomas.

Proceso išėjimo kintamasis – kintamasis procese, kuris turi būti valdomas. Kitaip vadinamas valdomu kintamuoju. Žymimas – y. Procesas gali turėti keletą išėjimo kintamųjų: y1...yn.

Valdymo kintamasis – kintamasis naudojamas procesui valdyti. Jis yra proceso išėjimo kintamasis. Žymimas – u. Procesas gali turėti keletą įėjimo kintamųjų: u1...un.

Trikdis arba proceso apkrova – proceso įėjimo kintamasis, kurio nekeičiame (ar net negalime keisti), bet kuris veikia procesą ir įtakoja proceso išėjimo kintamąjį. Paprastai trikdžio įtaka proceso išėjimo kintamajam y nepageidautina. Žymimas – d. Gali būti keli trikdžiai: d1...dn.

Talpa – šilumos keitiklis – skystis šildomas talpoje.

Valdymo klaida e yra skirtumas tarp proceso išėjimo kintamojo y ir jo nustatymo reikšmės r.

Prisiminkime, kad eksperimentiškai ar skaičiavimo būdu iš proceso matematinio modelio nustatėme reikalingą valdymo kintamojo u reikšmę, kuri palaiko valdymo klaidų e lygią 0, t.y. .

Visa tai yra esant vardinėms sąlygoms. Reikšmė vadinama vardine valdymo kintamojo reikšme. Ji yra Išlieka ta pati, net jei sąlygos pasikeičia nuo vardinių sąlygų. T.y. y pasikeitimas neįtakoja u pasikeitimo. Išlieka sąlyga .

Priimame realią tipinę situaciją: yra pokytis brikelyje nuo jo vardinės vertės – t.y. įtekančio skysčio temperatūra Ti pasikeičia šuoliu nuo 95 oC iki 90 oC laiko momentu 5 h.

- e tiksliai lygi 0 prie vardinių sąlygų, kurios yra iki laiko momento , t.y. iki trikdžio pasikeitimo.

Bet po kurio laiko , valdymo klaida yra jau didesnė už leistiną maksimalią .

Taigi temperatūros valdymo problema šiame pavyzdyje, atvira kilpa, neišsprendžiama.

Kaip šiame pavyzdyje sumažinti ?

Priimkime, kad žinome trikdžio d vertę. Išmatuota ji yra . Be to, tiksliai žinome, kaip d veikia proceso išėjimo kintamąjį y.

Tada galime kompensuoti trikdį, įvedant narį uf į valdymo kintamąjį u. uf išskaičiuojamas kaip išmatuoto trikdžio funkcija.

Taigi dabar bendras valdymo kintamasis tampa lygiu:

Tam reikėtų turėti „pilnas žinias“ apie procesą ir trikdį (kad ).

matematinis proceso modelis visada nėra tikslus;

trikdis visuomet išmatuojamas su paklaida;

Tegu mes nepilnai žinome procesą, t.y. negalime tiksliai ir teisingai apskaičiuoti valdymo kintamojo u reikšmę. Taigi ir . Kaip tai įveikti?

Į valdymo kintamąjį u reikia įvesti korekcinį narį. Pažymėkime jį . turėtų būti valdymo klaidos e funkcija, t.y.

Tegu pasikeičia trikdis d. Grįžtamo valdymo ryšio pagalba automatiškai šis pokytis kompensuojamas. Trikdžio d matavimas čia nereikalingas.

Aišku, kad pradžioje e privalo būti nelygus 0, t.y. e≠0. Kitaip negu valdymo pagal trikdį sistemoje.

Valdymo signalo u korekciją kaip klaidos e funkciją aprašome formule:

Korekcinis narys yra proporcingas valdymo klaidai, todėl toks valdiklis ir vadinamas proporciniu arba P valdikliu.

3) nusistovėjusi valdymo klaida = 0. Tai apsprendžia - grandis, palaikanti u didėjimą ar mažėjimą tol, kol .

Paprastai būna riba tarp 10% ir 500%. Tai reiškia, kad nustatomas tarp 10 ir 0,2 atitinkamai.

Taip pat kai kuriuose firminiuose valdikliuose reguliuojamas nustatymo laikas, kuris yra:

Daroma taip: klaidos signalas, įeinantis į diferencinę grandį, yra filtruojamas. Paprastai naudojamas pirmos eilės žemų dažnių filtras.

Tada - valdiklio išėjime diferencinis narys yra:

5) Didinti tol, kol sistemoje prasidės generacija, t.y. atsiras virpesiai (ar , ar ). Pažymime šią reikšmę . Išmatuojame virpesių periodą .

Pasiekiamas virpesių susikūrimas, t.y. generacijos pradžia. Po to taikomos Ziglerio-Nikolso uždaros kilpos metodo formulės.

3) paskaičiuojamas ekvivalentinis stiprinimas

1) per diskretizavimo įrenginį (su - keitikliu), kuris diskretizuoja proceso analoginį išėjimo išmatuotą signalą ir keičia jį į skaitmeninį signalą;

2) per keitiklį, kuris keičia kompiuterio išskaičiuotą signalą į analoginį signalą . Šis signalas ir veikia valdomą procesą, t.y. jo išėjimo signalą .

Tegu kontroleris su fiksuotais parametrais valdo procesą, kurio dinamika darbo metu krenta, t.y. kinta perdavimo funkcijų parametrai, pvz. ir kt.

2) valdymo sistemos stabilumas geresnis, tačiau valdymas lėtėja, t.y. sistema automatinio valdymo lėčiau reaguoja į trikdžius.

Bet kuri iš šių situacijų yra nepageidautina.

- kontroleris nustatymo signalas.

Darbą iliustruojantys grafikai:

4) Jungtinis matavimas – vienu metu matuojami keli dydžiai ir nustatoma jų tarpusavio priklausomybė.

2) Palyginamasis metodas – matuojamas dydis yra palyginamas su dydžiu, kurį atkuria to fizikinio dydžio matavimas.

Palyginamasis metodas skirstomas į:

a) Nulinis – prietaisas rodo nulį (tiltelio metodas).

b) Skirtuminis – matuojamas skirtumas tarp matuojamo ir žinomo dydžio.

c) Pakeitimo – matuojamas dydis pakeičiamas tokiu žinomu, kad nepakistų matavimo prietaisų rodmuo.

Be šių svarbiausių grandžių gali būti ir kitokie elementai: įtampos dalikliai, šuntai, lygintuvai, elektriniai filtrai, stiprintuvai ir kt.

Apibendrintai neelektrinio dydžio matavimo prietaisus schema:

1) aktyviosios varžos jutiklius (kontaktiniai, reostatiniai, potenciometriniai, tenzojutikliai, termorezistoriai);

2) reaktyviosios varžos jutikliai (induktyviniai, talpuminiai)

Generatoriniai jutikliai keičia neelektrinį kontroliuojamą ir reguliuojamą parametrą į elektrovaros jėgą . Jiems nereikia pašalinio energijos šaltinio. Jie patys yra šaltiniai.

Generatoriniai jutikliai skirstomi į:

Parenkant jutiklį reikia atsižvelgti ir į tiriamojo proceso ypatybes: poveikių periodiškumą ir maksimalų dažnį, atmosferos sąlygas (drėgmę ir oro temperatūrą), proceso įrenginio vibracijas ir t.t.

Kontaktinis jutiklis – toks jutiklis, kuriame dėl mechaninio postūmio keičiasi kontaktų būsena – jie užsidaro arba atsidaro. Tie kontaktai valdo vieną ar kitą elektros grandinę.

Šie jutikliai – tai paprastai būna vieliniai reostatai, kurių šliaužiklis juda veikiamas kontroliuojamo ar reguliuojamo parametro.

Jų charakteristika yra laiptinė, nes to lyderį kontroliuojamo ar reguliuojamo parametro pokytį atitinka laiptinis (diskretinis) varžos pokytis, lygus vienos vijos varžai. Dėl to atsiranda matavimo paklaida.

Dažniausiai naudojamas potenciometrinis jutiklis – tai reostatas, įjungtas pagal įtampos daliklio schemą.

Čia buvo vientaktis jutiklis, nes juo galima matuoti tik vieno ženklo šliaužiklio poslinkį .

Tenzojutiklis (tenzorezistorinis) – specialios konstrukcijos jutiklis, skirtas statinėms ar dinaminėms detalių deformacijoms matuoti. Jis keičia deformacijos aktyviosios varžos pokyčius.

Naudojami vieliniai, foliniai ir puslaidininkiniai tenzojutikliai.

Vieliniai tenzojutikliai – plona viela suvingiuota ir priklijuota prie popierinio ar plėvelinio pagrindo. Iš viršaus viela uždengiama plonu popieriumi ar plėvele.

  • Elektronika Konspektai
  • 2015 m.
  • Lietuvių
  • 81 puslapis (7838 žodžiai)
  • Elektronikos konspektai
  • Microsoft Word 3781 KB
  • Elektronikos paskaitų konspektas
    10 - 9 balsai (-ų)
Elektronikos paskaitų konspektas. (2015 m. Gegužės 07 d.). http://www.mokslobaze.lt/elektronikos-paskaitu-konspektas.html Peržiūrėta 2016 m. Gruodžio 11 d. 10:09