3 Настройка сар алгоритмическим методом

Настройка САР состоит в определении значений настроечных параметров последовательного корректирующего устройства КУО, при которых показатели переходных процессов в системе должны удовлетворять нормам, приведенным в таблице 3.1.

Настроечными параметрами КУО с ПИД законом регулирования, передаточная функция которого приведена в подразделе 1.3 служат: - коэффициент пропорциональности k_pm, - время интегрирования T_im, - время дифференцирования T_dm.

Поскольку регулятор с ПИД законом регулирования является астатическим (не имеет статической ошибки), то требования по статической ошибке выполняются гарантированно при любых значениях настроечных параметров.

При настройке используются максимальные и минимальные значения настроечных параметров КУО, приведенные в таблице 3.2 [1].

Таблица 3.2

Минимальные и максимальные значения настроечных параметров КУО

Наименование параметра	Обозначение	Численные значения
		миним.	максим.
Коэффициент пропорциональности	kpm	1.0	-
Время интегрирования, с	Tim	-	200
Время дифференцирования, с	Tdm	0	0.5Tim

Настройка САР выполняется в 2 этапа: 1 Предварительная настройка алгоритмическим методом при небольших изменениях нагрузки подогревателя масла.

2 Проверка работы САР при возможно больших изменениях нагрузки подо- гревателя масла с корректировкой настроечных параметров.

3.1 Предварительная настройка алгоритмическим методом

Алгоритмический метод заключается в поочередном подборе значений настроечных параметров КУО при изменениях нагрузки объекта регулирования на 10%-15%..

Настройка данным методом САР температуры масла производится следующим образом:

1 Устанавливается очередное значение одного из настроечных параметров (k_pm,T_im,T_dm).

2 Задается начальная нагрузка ОР (расход масла через подогреватель Gтo=50%) и вся САР выводится на установившийся режим при данной нагрузке ОР.

3 Нагрузка ОР уменьшается на выбранную величину dGт=15% и регистри- руется изменение регулируемой величины (температура маслаТт2) до выхода САР на новый установившийся режим.

4 Задается начальная нагрузка ОР Gтoи регистрируется изменение темпера- туры маслаТт2 до выхода САР на исходный установившийся режим.

5 Оцениваются показатели переходных процессов по регулируемой величи- не Тт2.

6 По результатам оценки выполняется одно из следующих действий: - продолжение настройки данного параметра (переход к п.1), - переход к настройке следующего параметра (переход к п.1), - окончание настройки.

Алгоритм настройки (на каждом из последующих этапов выполняются перечисленные выше операции):

1 Настройка коэффициента пропорциональностиk_pm.

1.1 Задаются начальные значения параметров КУО:

- минимальный коэффициент пропорциональности k_pm=1 согласно таблице 3.2; - отключается интегрирование (кнопкой) и дифференцирование (задаетсяT_dm=0).

Таким образом, КУО становится пропорциональным.

Графики переходных процессов в САР для данного варианта настройки приведены на рис. 3.1.

Поскольку переходный процесс по температуре топлива за подогрева- телем Тт2 имеет монотонный вид (максимальное динамическое отклоне- ниеdTm=0) необходимо увеличивать коэффициент пропорциональности.

1.2 При k_pm=5 переходный процесс поТт2, приведенный на рис. 3.2, имеет апериодический вид с небольшим максимальным динамическим отклоне- ниемdTm=1.5°С. Поэтому настройку коэффициента пропорциональности можно предварительно считать законченной.

Рис. 3.1 Переходные процессы при настройке k_pm:

П закон с минимальным k_pm.

Рис. 3.2 Переходные процессы при настройке k_pm:

П закон, k_pm дает перерегулирование.

Из графиков изменения температуры масла Тт2 на рис. 3.1 и 3.2 следует, что на установившихся режимах при различных нагрузках САР регулируемая величинаТт2 принимает различные значения. Следовательно,

КУО с П законом регулирования является статической (имеет статическую ошибку).

2 Настройка времени интегрированияT_im.

2.1 Задаются начальные значения параметров КУО:

- коэффициент пропорциональности k_pm=5, - максимальное время интегрированияT_im=200с согласно таблице 3.2; - подключается интегрирование (кнопкой), - дифференцирование остается отключенным (T_dm=0).

Таким образом, КУО становится пропорционально-интегральным.

Графики переходных процессов в САР для данного варианта настройки приведены на рис. 3.3.

Поскольку переходный процесс по температуре топлива за подогрева- телем Тт2 имеет апериодический вид необходимо уменьшать время интегрирования.

2.2 При T_im=50 с переходный процесс поТт2, графики которого показаны на рис. 3.4, становится заметно колебательным. Поэтому настройку времени интегрирования можно считать законченной.

Из графиков изменения температуры топлива Тт2 на рис. 3.4 следует, что на установившихся режимах при различных нагрузках САР регулируемая величинаТт2 принимает одно и то же значение с погрешностью, определенной зоной нечувствительности усилителя. Следовательно, после включения интегрирования в КУО система регулирования стала астатической (без статической ошибки).

Рис. 3.4 Переходные процессы при настройке T_im:

ПИ закон, T_im=50 дает колебательность процесса.

3 Настройка времени дифференцирования T_dm.

3.1 Задаются начальные значения параметров КУО:

- коэффициент пропорциональности k_pm=5, - время интегрированияT_im=50 с, - время дифференцированияT_dm=0.1T_im=5 с.

Таким образом, КУО становится пропорционально-интегрально- дифференциальным.

Графики переходных процессов в САР для данного варианта настройки приведены на рис. 3.5.

Из этих графиков следует, что включение дифференцирования при T_dm=5 сглаживает колебательность переходных процессов.

Рис. 3.5 Переходные процессы при настройке T_dm:

ПИД закон, T_dm - расчетное.

С целью усиления положительного эффекта дифференцирования были получены переходные процессы при T_dm=125 с, показанные на рис. 3.6. Из графиков следует, что такое увеличение практически устраняет колебательность переходного процесса.

Рис. 3.6 Переходные процессы при настройке T_dm: ПИД закон,T_dm=125 с.

Таким образом, в результате настройки принимаются следующие значения параметров КУО: - коэффициент пропорциональности k_pm=5, - время интегрированияT_im=50 с, - время дифференцированияT_dm=125 с.

З А К Л Ю Ч Е Н И Е

В результате выполнения курсовой работы можно сделать следующие выводы:

1 Составлено описание устройства и принципа действия системы автомати- ческого регулирования температуры циркулирующего масла главного дизеля.

2 Особенностью данной системы регулирования является:

- последовательное корректирующее устройство, - следящая система управления исполнительным механизмом.

3 Для обеспечения требуемого качества работы следящей системы в нее включено последовательное корректирующее устройство позициониро- вания с пропорционально-дифференциальным законом регулирования и определены настроечные параметры следящей системы.

4 Определены настроечные параметры корректирующего устройства систе- мы регулирования.

5 Проверена работа САР температуры топлива и показано, что найденные значения настроечных параметров обеспечивают требуемое качество под- держания температуры.