Egzamin-pytania+odpowiedzi I

3.Co nazywamy oporem pneumatycznym , pojemnością i indukcyjnością pneumatyczną?

Oporność pneumatyczna : oporem pneumatycznym jest dowolny element przepływowy , który wywołuje
trwały spadek ciśnienia przepływającego powietrza. Charakteryzuje go oporność pneumatyczna R będąca
współczynnikiem proporcjonalności między spadkiem ciśnienia ∆p i masowym natężeniem przepływu Qm
R=∆p/Qm

pojemność pneumatyczna : pojemnością pneumatyczną charakteryzują się wszelkiego rodzaju komory jak
zbiorniki , przewody rurowe. Objętość ich może być stała ( komory sztywne ) lub zmienna proporcjonalnie
do panującego ciśnienia ( komory elastyczne ). Pojemność pneumatyczna C odgrywa rolę współczynnika
proporcjonalności między masowym natężeniem przepływu powietrza Qm i prędkością zmiany ciśnienia w
komorze dp/dt.
C=Qm/(dp/dt)

indukcyjność  pneumatyczna  :  i.p.  charakteryzuje  wpływ  bezwładności  poruszającego  się  powietrza  na
spadek ciśnienia ,  występuje przede wszystkim  w przewodach pneumatycznych o znacznych długościach
lub  szybkich  zmianach  natężenia  przepływu.  Wpływ  ten  zależy  od  współczynnika  L  zwanego
indukcyjnością pneumatyczną wyrażoną wzorem:
L=∆p/(dQm/dt)

5.Podać zakresy wartości  sygnałów standardowych w układach regulacji.
Sygnały sterujące   : 0,2 – 1 bar ( 3 – 15 psi )        4 – 20 mA.
               zasilania :  1,4 bar ( 20 psi )                       28 mA.

12.Definicje zakresu proporcjonalności , czasu całkowania , czasu różniczkowania.
a. Zakres proporcjonalności Yp jest to odwrotność współczynnika kp , wyrażona w procentach:
Yp =(1 /kp) 100%
b. Czas całkowania ( czas zdwojenia ) jest to czas po upływie którego sygnał u podwoi swoją wartość po
skokowej zmianie w stosunku do wartości sygnału u spowodowanej działaniem proporcjonalnym.

c. Czas różniczkowania (czas wyprzedzenia ) jest to wyprzedzenie odpowiedzi regulatora PD na wymuszenie
liniowo narastające o czas Td odpowiedzi regulatora P.

13.Jakie parametry charakteryzują proces regulacji.
14.Definicje pojęć przeregulowanie , czas regulacji , uchyb ustalony ( statyczny ) , uchyb maksymalny.
          Czas regulacji – jest to czas liczony od chwili przyłożenia wymuszenia do chwili po której odchylenie
regulacji              osiągnie wartość mniejszą od dopuszczalnej.
          Uchyb maksymalny em- odchylenie maksymalne dla regulatorów statycznych edmax=A1+A2.
Dla regulatorów astatycznych edmax=A1.
          Uchyb statyczny est – różnica sygnałów wartości zadanej yz i wyjściowej y z obiektu w stanie ustalonym
Es=lim(yz-y)
     t→∞
          Przeregulowanie charakteryzuje skłonność układu regulacji do oscylacji. Jest to wartość bezwzględna
stosunku sąsiednich amplitud κ=(A2/A1) 100%.
Jeżeli k=0 – przebieg aperiodyczny, k≠0 przebieg oscylacyjny.

15.Narysować charakterystyki skokowe regulatorów PI , PID dla różnych współczynników wzmocnienia ,
czasu całkowania i czasu różniczkowania.

16.Wymienić i scharakteryzować metody doboru nastaw regulatora.
a.

Metoda Zieglera-Nicholsa .
Regulator ustawiamy na działanie proporcjonalne P (czas Ti na ∞ , czas Td na 0 ). Stopniowo zwiększamy
wzmocnienie kv dochodząc do granicy stabilności  (oscylacje nietłumione ). W stanie tym mierzymy Tosc i
Kkr następnie z zależności wyliczamy:
Dla P    kp=0,5 Kkr
Dla PI   kp=0,45 Kkr     ;     Ti=0,85 Tosc
Dla PID kp=0,6 Kkr      ;     Ti =0,5 Tosc       ;     Td=0,12 Tosc

Metoda identyfikacji obiektu
Kkr=0,65 / (To/T)
Ti=5To
Td=0,23To

Kob = ∆y/∆k   ; ∆y=1 ; ∆k=1;
(Ti→∞  ;  Td→0)

18.W jaki sposób można pozbyć się w regulatorze akcji całkującej i różniczkującej?
Pozbywamy  się  akcji  całkującej  I  ustawiając  czas  całkowania  Ti  na  nieskończoność  (max)  ,  zaś  akcji
różniczkującej D pozbywamy się ustawiając czas różniczkowania Td na zero.


28.Opisać istotę sterowania programowego zespołem napędowym ze śrubą nastawną?
Sterowanie  programowe  zespołem  napędowym  ze  śrubą  nastawną  polega  na  automatycznej  realizacji  związku
funkcyjnego  pomiędzy  dwoma  parametrami  pracy  zespołu  ,  równolegle  z  utrzymaniem  wartości  zadanej
prędkości statku lub mocy silnika. Programy wyznacza się bezpośrednio z charakterystyk napędowych stosując
kryterium minimalnego zużycia paliwa dla różnych prędkości statku , lub na podstawie charakterystyk silnika ,
ś

ruby i kadłuba z uwzględnieniem warunku maksymalnej sprawności pracy zespołu napędowego ήmax.

Stosowane na statkach układy sterowania pracują według następujących programów:
1.

H=f(n) – skok śruby w funkcji prędkości obrotowej.

M=f(n) – moment silnika w funkcji prędkości obrotowej.

Program wyznaczany jest dla warunków przyjętych za najbardziej typowe dla danego statku.

31. Jakie podstawowe zadania stawia się układowi sterującemu zespołem napędowym ze śrubą nastawną?
Układ  sterujący  zespołem  napędowym  ze  śrubą  nastawną  ma  za  zadanie  dobrać  dla  wybranej  przez  operatora
prędkości  statku  Vs  takie  nastawy  prędkości  obrotowej  silnika  n  i    skoku  śruby  H  ażeby  sprawność  zespołu
napędowego osiągnęła wartość maksymalną w całym zakresie warunków zewnętrznych oraz w różnych stanach
pracy silnika , śruby i kadłuba.

32.Kiedy  mówimy  o  sterowaniu  optymalnym  o  sterowaniu  optymalnym  zespołem  napędowym  ze  śrubą
nastawną?
O  sterowaniu  optymalnym  zespołem  napędowym  ze  śrubą  nastawną  możemy  mówić  gdy  dla  danego  stanu
obciążenia  ustawimy  taką  nastawę  skoku  śruby  H  i  taką  prędkość  obrotową  silnika  n  przy  których  występuje