5. Рассчет параметров настройки системы регулирования

Среди инженерных методов расчета оптимальных значений параметров настройки изза удобства реализации на ЭВМ получил метод вспомогательной функции.

Поэтому расчет параметров настройки регулятора выполнен на ЭВМ методом вспомогательной функции для передаточной функции объекта.

В качестве вспомогательной функции принято аналитическое выражение отношения К_р /Т_и как функции от частоты и показателя колебательности [1]. Первый положительный максимум этой функции обеспечивает минимум среднеквадратичной ошибки при заданном показателе колебательности и является точкой оптимума параметров настройки регулятора.

Вспомогательная функция для системы с ПИ-регулятором имеет вид:

. (5.1)

Первый положительный максимум этой функции соответствует резонансной частоте автоматической системы регулирования, для которой можно вычислить величину К_р по формуле:

. (5.2)

Затем по ранее определенной величине К_р /Т_и определяют Т_и.

Для расчета была использована прикладная программа ITER632

В таблице 5.1 представлены параметры настройки регулятора для показателя колебательности М=1.1.

Таблица 5.1- Параметры настройки регулятора.

Показатель колебательности, М	Коэффициент усиления, Кр	Постоянная времени, Ти ,с.
1.2	0.679	1.099

Результаты расчета на ЭВМ, частотных характеристик автоматической системы регулирования приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2-Результаты расчета частотных характеристик АСР.

ώ Aоб(ώ) φоб(ώ) Aрс(ώ) φрс(ώ) Aзс(ώ) φзс(ώ)

1.79E-02 .9998707 -2.060526 34.35241 -90.93483 1.000048 -1.668103

.1977852 .9845222 -22.61907 3.146222 -100.3594 1.006669 -18.34725

.3775899 .9451715 -42.9472 1.673908 -110.4117 1.031231 -35.27122

.5573946 .8857812 -62.84945 1.151077 -121.3587 1.084159 -53.55239

.7371992 .811843 -82.15464 .8754432 -133.1398 1.160168 -75.28159

.9170039 .7293689 -100.6318 .6975074 -145.4079 1.199275 -102.4791

1.096809 .6439821 -118.3584 .5680186 -158.0358 1.094876 -133.8468

1.276613 .5602993 -135.1733 .4670903 -170.651 .8578994 -162.6287

1.456418 .4816558 -151.0382 .3855461 -183.0319 .6265742 -184.9227

1.636223 .410118 -165.9425 .3185702 -195.0193 .4569359 -201.8139

1.816027 .3466762 -179.8973 .2632375 -206.5085 .3403759 -215.2426

Рисунок 5.1-АЧХ замкнутой системы.

Рисунок 5.2-КЧХ разомкнутой системы.

Запасы устойчивости автоматической системы регулирования при показателе колебательности М=1.2 приведены в таблице 5.3

Таблица 5.3-Запасы устойчивости автоматической системы регулирования.

Запас устойчивости	Величина
По модулю,Н	0.61
По фазе, φ,град	51

Анализ косвенных показателей качества показывает, что они отвечают требуемым нормам.

Анализ прямых показателей качества выполнен для переходных процессов по каналу задания и по каналу возмущению. Структура автоматической системы регулирования приведена на рисунке 5.3.

М оделирование работы автоматической системы регулирования выполнено на ЭВМ с помощью программы “MathCad” . Результаты расчета переходных процессов по каналу задания и по каналу возмущения представлены на рисунках 4.4, 4.5 соответственно.

где ; .

Рисунок 5.3- Структура автоматической системы регулирования.

Рисунок 5.4-Переходный процесс по каналу задания.

Рисунок 5.5-Переходный процесс по каналу возмущения.

Рисунок 5.6-Переходный процесс по каналу задания и по каналу возмущения.

Прямые показатели качества для переходного процесса по каналу задания:

-время регулирования t_p=7.6 c;

-статическая ошибка ξ=0;

-максимальное динамическое отклонение у₁=0.21.

Прямые показатели качества для переходного процесса по каналу возмущения:

-время регулирования t_p=6.28 c;

-статическая ошибка ξ=0;

-максимальное динамическое отклонение у₁=0.56.

Прямые показатели качества для переходного процесса по каналу задания и по каналу возмущения:

-время регулирования t_p= 6.95 c;

-статическая ошибка ξ=0;

-максимальное динамическое отклонение у₁=0.37.

Поскольку максимальное динамическое отклонение в переходном процессе по возмущению у_max=0.37 превышает величину 0.05у(∞), следовательно автоматическая система регулирования будет подвержена восприятию возмущения. Но в данной автоматической системе регулирования этот параметр можно считать приемлемым.

Как видно из анализа динамики выбранная структура системы удовлетворяет принятым показателям качества.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения курсового проекта проведен анализ объекта

управления, на основе экспериментальной переходной функции получена математическая модель котлоагрегата как объекта регулирования разрежения в топке.

На основе анализа характера основных возмущающих воздействий выбрана структура системы регулирования разрежения в топке котла, обоснован алгоритм закона управления выбраны показатели оптимальности настройки и с учетом их рассчитаны значения параметров настройки регулятора.

Оценка качества функционирования системы проведена с использованием косвенных и прямых показателей качества.

Время регулирования составило t_p=7.6 c; максимальное динамическое отклонение у₁=0.21, статическая ошибка ξ=0.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

1. Ротач В.Я. Расчет динамики промышленных автоматических систем регулирования. М: «Энергия», 1973. 440с.

2. Ротач В.Я., Кузищин В.Ф., Клюев А.С. Автоматизация настройки систем управления. М: “Энергоатомиздат”, 1984. - 272 с.

3. Клюев А.С., Товарнов А.Г. Наладка систем автоматического регулирования котлоагрегатов. М: “Энергия”, 1970. - 280 с.

4. Плетнев Г.П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций. М: “Энергоатомиздат”, 1981. - 368 с.

5. Бессекерский В. А., Попов Е. П. “Теория систем автоматического регулирования”, - М. Наука, 1972.

6. “Теория автоматического управления” Под ред. А. В. Нетушила, М., “Высшая школа”, 1976.

Графическая часть проекта должна содержать следующие материалы:

Переходная функция по возмущению

Переходный процесс по каналу задания

Переходный процесс по каналу возмущения.

КЧХ разомкнутой системы

АЧХ замкнутой системы