Bài tập thiết bị điều chỉnh công nghiệp

Download miễn phí Bài tập thiết bị điều chỉnh công nghiệp

Thiết bị điều chỉnh công nghiệp
Đề bài.
1. Xác định hàm truyền đạt của thiết bị điều khiển
2. Xác định thông số của thiết bị ( Kn , T1, T2)
3. Khảo sát hàm quá độcủa cấu trúc tuyến tính củathiết bị điểu khiển( P, PD, PI, PID)
4. Khảo sát hàm quá độ cấu trúc có khuyếch đại rơle của thiết bị điều khiển ( P, PD, PI, PID ),( khuyếch đại rơle 3vị trí có trễ và mắc vào vị trí *)
5. Xác định giới hạn chế độ trượt.
6. Xây dựng sơ đồ nguyên lý cấu tạo của thiết bị điều khiển.
Cho thông số:
K1=30 Km = 1.2 mb = 0.2
Tc=20 T1 = 70 b = 0.4
 = 0.1 Td = 15 c = 10
K = 1.





Bài làm:
Câu1. Xác định hàm truyền đạt.

http://s1.luanvan.co/qYjQuXJz1boKCeiU9qAb3in9SJBEGxos/swf/2013/06/23/bai_tap_thiet_bi_dieu_chinh_cong_nghiep.FjeUvK2bRv.swf luanvanco /luan-van/de-tai-ung-dung-tren-liketly-31866/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Bµi tËp lín
ThiÕt bÞ ®iÒu chØnh c«ng nghiÖp
K1
Kn
K
§Ò bµi.
1. X¸c ®Þnh hµm truyÒn ®¹t cña thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn
2. X¸c ®Þnh th«ng sè cña thiÕt bÞ ( Kn , T1, T2)
3. Kh¶o s¸t hµm qu¸ ®écña cÊu tróc tuyÕn tÝnh cñathiÕt bÞ ®iÓu khiÓn( P, PD, PI, PID)
4. Kh¶o s¸t hµm qu¸ ®é cÊu tróc cã khuyÕch ®¹i r¬le cña thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn ( P, PD, PI, PID ),( khuyÕch ®¹i r¬le 3vÞ trÝ cã trÔ vµ m¾c vµo vÞ trÝ *)
5. X¸c ®Þnh giíi h¹n chÕ ®é tr­ît.
6. X©y dùng s¬ ®å nguyªn lý cÊu t¹o cña thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn.
Cho th«ng sè:
K1=30 Km = 1.2 mb = 0.2
Tc=20 T1 = 70 b = 0.4
a = 0.1 Td = 15 c = 10
K = 1.
Bµi lµm:
C©u1. X¸c ®Þnh hµm truyÒn ®¹t.
K1
Kn
K
_
+
W1(p)
W4(p)
W3(p)
W2(p)
C©u2. X¸c ®Þnh th«ng sè cña thiÕt bÞ.
Tõ trªn ta cã :
Víi K = 1 ; Ti = 70
Km=1,2 ; Tc = 20
Thay sè ta ®­îc :
VËy : vµ
Víi : Ti= 70 ; a = 0,1 ;
VËy khi thùc hiÖn nhiÖm vô lµ mét bé PID th× th«ng sè cña thiÕt bÞ lµ:
,=43.84,19.79
C©u 3.Kh¶o s¸t qu¸ tr×nh qu¸ ®é cña cÊu tróc tuyÕn tÝnh cña thiÕt bÞ ®iÒu chØnh(P,PI,PD,PID)
Tõ c«ng thøc:
*Kh¶o s¸t thiÕt bÞ theo quy luËt tØ lÖ P:
§Ó cã ®­îc mét bé ®iÒu khiÓn P tõ bé PID trªn ta chän Ti rÊt lín (Ti=5000) cßn Td rÊt nhá (Td=0.01).
+ X¸c ®Þnh th«ng sè cña thiÕt bÞ:
tõ ®ã dùa vµo c«ng thøc tÝnh th«ng sè cña thiÕt bÞ ¬ c©u 2 ta tÝnh ®­îc Kn,T1,T2(thay Ti=5000, Td=0.01 vµo c«ng thøc)ta cã:
=4545.4
=0.0091
Thay ,=4545.4,0.0091vµo m« h×nh kh¶o s¸t trªn simulink ta cã qu¸ tr×nh qu¸ ®é cña quy luËt tØ lÖ nh­ sau:
NhËn xÐt:
Tõ ®Æc tÝnh qu¸ ®é nh trªn h×nh vÏ ta thÊy thiÕt bÞ cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn chøc n¨ng cña mét bé ®iÒu khiÓn theo quy luËt P, m¾c ph¶i sai lÖch tÜnh, cã ®îc hÖ sè khuÕch ®¹i nh mong muèn, kh«ng cã ®é qu¸ ®iÒu chØnh. Tuy nhiªn, do ¶nh hëng cña thµnh phÇn hµm g¸nh nªn tÝnh trÔ vµ thêi gian qu¸ ®é cña thiÕt bÞ kh¸ lín, ®iÒu nµy cã thÓ g©y t¸c dông xÊu trong qu¸ tr×nh ®iÒu chØnh.
*Kh¶o s¸t thiÕt bÞ theo quy luËt tØ lÖ PD:
§Ó cã ®­îc mét bé ®iÒu khiÓn PD tõ bé PID trªn ta chän Ti rÊt lín (Ti=5000) cßn Td lÊy theo ®Ò bµi (Td=15).
+ X¸c ®Þnh th«ng sè cña thiÕt bÞ:
tõ ®ã dùa vµo c«ng thøc tÝnh th«ng sè cña thiÕt bÞ ¬ c©u 2 ta tÝnh ®­îc Kn,T1,T2(thay Ti=5000, Td=15 vµo c«ng thøc)ta cã:
=4531.777
=30.091
Thay ,=4531.777,30. 091vµo m« h×nh kh¶o s¸t trªn simulink ta cã qu¸ tr×nh qu¸ ®é cña quy luËt tØ lÖ vi ph©n nh­ sau:
NhËn xÐt:
Tõ ®Æc tÝnh qu¸ ®é nh­ trªn h×nh vÏ ta thÊy thiÕt bÞ cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn chøc n¨ng cña mét bé ®iÒu khiÓn theo quy luËt PD, m¾c ph¶i sai lÖch tÜnh kh¸ lín, cã
®­îc hÖ sè khuÕch ®¹i nh­ mong muèn. Nh­ng do ¶nh hëng cña thµnh phÇn hµm g¸nh kh¸ m¹nh nªn tÝnh trÔ vµ thêi gian qu¸ ®é cña thiÕt bÞ kh¸ lín vµ g©y gi¶m t¸c dông cña kh©u vi ph©n thÓ hiÖn ë chç ®Æc tÝnh qu¸ ®é cña thiÕt bÞ kh«ng cã ®é qu¸ ®iÒu chØnh g©y t¸c dông xÊu trong qu¸ tr×nh ®iÒu chØnh.
*Kh¶o s¸t thiÕt bÞ theo quy luËt tØ lÖ PI:
§Ó cã ®­îc mét bé ®iÒu khiÓn PI tõ bé PID trªn ta lÊy Ti ë trong ®Ò (Ti=70) cßn Td rÊt nhá (Td=0.01).
+ X¸c ®Þnh th«ng sè cña thiÕt bÞ:
tõ ®ã dùa vµo c«ng thøc tÝnh th«ng sè cña thiÕt bÞ ¬ c©u 2 ta tÝnh ®­îc Kn,T1,T2(thay Ti=70, Td=0.01 vao c«ng thøc)ta cã:
=63.627
=0.0091
Thay ,=63.627,0.0091vµo m« h×nh kh¶o s¸t trªn simulink ta cã qu¸ tr×nh qu¸ ®é cña quy luËt tØ lÖ tÝch ph©n nh­ sau:
NhËn xÐt:
Tõ ®Æc tÝnh qu¸ ®é nh­ trªn h×nh vÏ ta thÊy thiÕt bÞ cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn chøc n¨ng cña mét bé ®iÒu khiÓn theo quy luËt PI, cã ®îc hÖ sè khuÕch ®¹i nh­ mong muèn. Tuy nhiªn, do ¶nh h­ëng cña thµnh phÇn hµm g¸nh nªn tÝnh trÔ vµ thêi gian qu¸ ®é cña thiÕt bÞ kh¸ lín.
*Kh¶o s¸t qu¸ tr×nh qu¸ ®é cua kh©u PID
Thay ,=43.84,19.79 vµo m« h×nh kh¶o s¸t trªn simulink ta cã qu¸ tr×nh qu¸ ®é cña quy luËt tØ lÖ vi tÝch ph©n nh­ sau:
NhËn xÐt:
Theo nh ®Æc tÝnh qu¸ ®é trªn h×nh vÏ ta thÊy thiÕt bÞ cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn chøc n¨ng cña mét bé ®iÒu khiÓn theo quy luËt PID, cã ®îc hÖ sè khuÕch ®¹i nh­ mong muèn. ¶nh h­ëng cña thµnh phÇn hµm g¸nh kh¸ lín lªn ®Æc tÝnh cña quy luËt nªn tÝnh trÔ vµ thêi gian qu¸ ®é cña thiÕt bÞ kh¸ lín.
Kh¶o s¸t hµm qu¸ ®é cÊu tróc cã khuÕch ®¹i R¬le cña thiÕt bÞ ®iÒu chØnh (P, PI, PD, PID)? (KhuÕch ®¹i R¬le lµ lo¹i cã trÔ vµ ®îc m¾c vµo vÞ trÝ * trªn s¬ ®å hÖ thèng).
Khi cã mét kh©u r¬le ®îc m¾c vµo vÞ trÝ nh h×nh vÏ ta cã hµm truyÒn chung cña thiÕt bÞ nh sau: (thay K1 ë trªn b»ng Kr*K1)
K
Kn
K1
*Kh¶o s¸t theo quy luËt P ta cã ®Æc tÝnh qu¸ ®é(lÊy th«ng sè gièng phÇn tuyÕn tÝnh)
§Æc tÝnh qu¸ ®é cña bé ®iÒu khiÓn P cã r¬le
NhËn xÐt:
Khi cã thªm kh©u r¬le ®Æc tÝnh qu¸ ®é cña thiÕt bÞ ®­îc c¶i thiÖn rÊt ®¸ng kÓ thêi gian qu¸ ®é gi¶m ®i rÊt nhiÒu do ®ã bé ®iÒu khiÓn b¸m rÊt nhanh tíi gi¸ trÞ mong muèn. §Æc tr­ng cña kh©u ®iÒu chØnh khuÕch ®¹i vÉn lµ sai lÖc tÜnh lín.
*Kh¶o s¸t theo quy luËt PD ta cã ®Æc tÝnh qu¸ ®é(lÊy th«ng sè gièng phÇn tuyÕn tÝnh)
§Æc tÝnh qu¸ ®é cña bé ®iÒu khiÓn PD cã r¬le
NhËn xÐt:Ta thÊy kh©u r¬le lµm cho thiÕt bÞ b¸m nhanh tíi gi¸ trÞ ®Æt. So víi ®Æc tÝnh qu¸ ®é cña thiÕt bÞ khi kh«ng cã kh©u r¬le ta thÊy thêi gian qu¸ ®é ®­îc rót ng¾n ®¸ng kÓ.
*Kh¶o s¸t theo quy luËt PI ta cã ®Æc tÝnh qu¸ ®é(lÊy th«ng sè gièng phÇn tuyÕn tÝnh)
§Æc tÝnh qu¸ ®é cña bé ®iÒu khiÓn PI cã r¬le
NhËn xÐt:
Bé ®iÒu chØnh cã thêi gian qu¸ ®é rÊt nhá khi cã thªm kh©u r¬ le, tõ ®ã cã thÓ c¶i thiÖn tÝnh chÊt cña thiÕt bÞ.
*Kh¶o s¸t theo quy luËt PID ta cã ®Æc tÝnh qu¸ ®é(lÊy th«ng sè gièng phÇn tuyÕn tÝnh)
§Æc tÝnh qu¸ ®é cña bé ®iÒu khiÓn PID cã r¬le
NX:so víi khi ch­a cã kh©u r¬le th× ®Æc tÝnh qu¸ ®é cã ®é qu¸ ®iÒu chØnh nhá h¬n nhiÒu,do vËy thiÕt bÞ cã sö dông kh©u r¬le cã nhiÒu ­u ®iÓm h¬n
X¸c ®Þnh giíi h¹n chÕ ®é tr­ît
Ta cã thÓ biÕn ®æi s¬ ®å ban ®Çu vÒ d¹ng t­¬ng ®­¬ng nh­ sau:
Khi ®ã ta cã hµm truyÒn chung:
víi : ;;;
Biªn ®æi ta cã ®­îc ham truyÒn cña hÖ thèng nh­ sau:
§Æt ; ; .
Ta cã:
;
Gi¶ sö tÝn hiÖu vµo thiÕt bÞ cã d¹ng x = a*sin(wt) khi ®ã tÝn hiÖu ra sau W1(p) cã d¹ng x1 = B*sin(wt+j) trong ®ã , kh«ng mÊt tÝnh tæng qu¸t ta xÐt chÕ ®é tr­ît khi j = 0 khi ®ã ta cã:
Ta cã ®iÒu kiÖn cña chÕ ®é tr­ît lµ:
nªn
Suy ra:
§Æt :
a = ; b = ; c = ; d = ; x = w2
a(1+bx) = cx(1+dx) Û cdx2+(c-ab)x - a = 0,
D = (c - ab)2 + 4acd
v× x = w2 > 0 nªn ta cã:
xÐt w > 0 Þ
VËy
C©u 6.x©y dùng s¬ ®å nguyªn lÝ cÊu t¹o cña thiÕt bÞ ®iÒu chØnh
Tõ s¬ ®å khèi cña thiÕt bÞ
K1
Kn
K
Ta x©y d­ng ®­îc s¬ ®å nguyªn lÝ cÊu t¹o cña thiÕt bÞ ®iÒu chØnh nh­ sau:
...