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位式調(diào)節(jié)中的振蕩幅度和頻率與哪些因素有關(guān)

電子設(shè)計 ? 來源:網(wǎng)絡(luò)整理 ? 作者:佚名 ? 2019-12-31 08:04 ? 次閱讀
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位式調(diào)節(jié)的基本概念 位式調(diào)節(jié)也叫做繼續(xù)調(diào)節(jié),因其系統(tǒng)中存在著位式元件繼電器或無觸點開關(guān)而得名。位式調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一種非線性系統(tǒng),其調(diào)節(jié)過程中會出現(xiàn)穩(wěn)定的、持續(xù)的振蕩過程(即使是不穩(wěn)定振蕩過程也要發(fā)散到穩(wěn)定的持續(xù)振蕩過程),三位式調(diào)節(jié)系統(tǒng)還會產(chǎn)生振蕩衰減過程。位式調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸出一般以繼電器觸點動作的形式出現(xiàn),也有以無觸點的電子開關(guān)形式出現(xiàn)的。

位式調(diào)節(jié)的任務(wù)是將測量值和給定值之差放大成繼電器觸點的動作。

圖1a是二位式調(diào)節(jié)儀表的調(diào)節(jié)特性,圖1b是二位式調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程。

位式調(diào)節(jié)中的振蕩幅度和頻率與哪些因素有關(guān)

圖1 二位式調(diào)節(jié)

當測量值0,高于時Qa時,繼電器釋放,而在測量值0x低于Qb時繼電器吸合。通常將Qa和0b的差值ΔQ=Qa-Qb稱為不靈敏區(qū)或死區(qū)或切換差,將(Qa+Qb)/2,稱為切換中值,切換中值與設(shè)定值0。之差稱為控制點偏差Qε。

由圖1可以看出,二位式調(diào)節(jié)過程是一個穩(wěn)定的、持續(xù)的振蕩過程,調(diào)節(jié)偏差在Δ0范圍內(nèi)來回波動,沒有一個確定數(shù)值;調(diào)節(jié)儀的不靈敏區(qū)直接影響被調(diào)節(jié)參數(shù)的振蕩幅度,為使振蕩幅度不致太大,不靈敏區(qū)應(yīng)不能太大;但不靈敏區(qū)也不能太小,否則將使繼電器動作頻率太高而降低其使用壽命,甚至使繼電器無法工作,所以要合理地調(diào)整調(diào)節(jié)儀表的不靈敏區(qū)。從圖1還可以看出,如果不靈敏區(qū)保持不變,被調(diào)節(jié)對象的時間常數(shù)飛減小,振蕩頻率將加大,所以位式調(diào)節(jié)適合于時間常數(shù)較大的對象,這樣,可以在同樣的不靈敏區(qū)內(nèi)以較低的頻率工作。另外,被調(diào)節(jié)對象如果滯后時間t,則將使振蕩幅度加大,這是不利的,所以位式調(diào)節(jié)也只適用于對象滯后較小的場合,當然,滯后時間t大,振蕩頻率可以降低;最后還可以看出一點,在被調(diào)節(jié)對象時間常數(shù)愆恒定,給定值Q,或擾動改變時,振蕩幅度和振蕩頻率也隨之改變,如果不靈敏區(qū)不變,則繼電器振蕩頻率可以降低。

由此可以得出這樣的結(jié)論:位式調(diào)節(jié)效果不僅取決于儀表本身的性能,還取決于被調(diào)節(jié) 對象的特性及儀表操作使用人員的素質(zhì)和水平。對于一個熟練的儀表使用人員來說,即使被調(diào)節(jié)對象無法改變,也可以通過調(diào)節(jié)儀表的參數(shù)而使調(diào)節(jié)品質(zhì)得到改善,反之亦然。

當然,一般情況下總是希望位式調(diào)節(jié)系統(tǒng)的振蕩幅度越小越好,這樣可以減小被調(diào)節(jié)量變化的波動范圍,提高調(diào)節(jié)精度。同時,也總是希望振蕩頻率越小越好,這樣,不但可以減少被調(diào)節(jié)量的波動程度,還可以減少位式元件吸合次數(shù),從而延長位式元件的使用壽命,而對于二位式調(diào)節(jié)儀表,這兩項指標是互相制約的,不能兩者同時兼顧,如果采用三位式調(diào)節(jié)儀表,情況將會有很大改善,如圖2所示。

位式調(diào)節(jié)中的振蕩幅度和頻率與哪些因素有關(guān)

圖2 三位式調(diào)節(jié)
a)調(diào)節(jié)特性 b)過渡過程

圖2a是三位式調(diào)節(jié)儀表的調(diào)節(jié)特性,圖2b是二位式調(diào)節(jié)系統(tǒng)的過渡過程曲線。

圖2a是不考慮滯環(huán)的三位式調(diào)節(jié)儀表的特性。圖中Q.1、Q,分別是下限、上限給定值,Q為平均給定值,2ΔQ,是三位式調(diào)節(jié)儀的中間帶,根據(jù)其值范圍大小不一樣,三位式調(diào)節(jié)儀表有所謂寬中間帶和狹中間帶之分。

由圖2可以看出:當調(diào)節(jié)儀表的輸人QQ02>0.1時,調(diào)節(jié)器輸出為0,系統(tǒng)停止加熱。由于對象有慣性滯后,爐溫經(jīng)過一段滯后時間,便開始下降,當下降至o<02時,高位繼電器又接通,以全功率的1/2加熱,爐溫又上升,若全功率的1/2能使爐溫升過給定值Q0被調(diào)量就在Q.2-L下持續(xù)振蕩;若全功率的1/2不能使爐溫升至給定值Q0,被調(diào)量就在Q01,上下持續(xù)振蕩;若全功率的1/2恰好能使爐溫維持給定值0,或維持在Q01<Q

由此可見,三位式調(diào)節(jié)系統(tǒng)會出現(xiàn)穩(wěn)定的持續(xù)振蕩過程,也可能出現(xiàn)衰減振蕩過程。即使是持續(xù)振蕩過程,其振蕩幅度也比二位式調(diào)節(jié)小,因此,三位式調(diào)節(jié)比二位式調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)精度高。

從圖2b也不難看出,三位式調(diào)節(jié)過程振蕩幅度和頻率,仍然和調(diào)節(jié)儀表的中間帶、對象滯后及調(diào)節(jié)器輸人等有關(guān)。


責(zé)任編輯:gt
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