Схема и математическая модель системы автоматического управления. Расчёт регуляторов разрежения газа в газопламенной печи. Анализ системы регулирования при учёте звена запаздывания объекта управления. Влияние нелинейности на характеристики автоматизации.
Аннотация к работе
автоматический управление газопламенный нелинейность. Система автоматического регулирования разрежения газа в газопламенной печи.Для исследования системы необходимо получить ее математическую модель, которую можно получить на основе структурной схемы (рис.Для определения характеристик исходной системы проведем ее статический расчет. 1) Передаточная функция разомкнутой системы ;. Рис. 1.3 ЛЧХ разомкнутой системы.Синтез регулятора будем проводить используя метод частотных характеристик, для чего будем строить желаемую ЛАЧХ системы.Ниже представлены ЛЧХ желаемой разомкнутой системы (см. рис. 1.5.) с включенным в нее ПИ-регулятором и ЛЧХ полученного ПИ-регулятора (см. рис.Ниже представлены ЛЧХ желаемой разомкнутой системы с включенным в нее ПИД-регулятором (см. рис. Рис. 1.8 Желаемая ЛЧХ разомкнутой системы.Моделирование системы проводится в среде MATLAB\ Simulink. Полная модель, включающая нелинейности, звено эквивалентного возмущения и вспомогательные элементы приведена на рис. 2.1. Рис. 2.1 Модель системы в среде MATLAB/SimulinkПри моделировании в линейной области нелинейные элементы заменяются на линейное усилительное звено с коэффициентом передачи .Объект управления имеет некоторую инерционность. Эта инерционность в данной системе моделируется в виде разложения экспоненты запаздывания в ряд Тейлора, причем разложение это учитываем в передаточной функции звена объекта управления, которое теперь имеет вид: ; При моделировании такой системы были получены следующие результаты (см. рис. 2.4). Рис.2.4 Переходные процессы при учете звена запаздывания Показатели качества такой реальной системы будут следующими: Величина времени регулирования процесса - трег = 1,92 с. ; Величина перерегулирования - s% = 4,7 % ;Действительные значения параметров системы регулирования всегда отличаются от расчетных. Это может выразиться неточностью изготовления отдельных элементов, изменением параметров в процессе хранения и эксплуатации, изменением внешних условий и т.д. Изменение параметров может привести к изменению статических и динамических свойств системы регулирования. Анализ чувствительности будет проводиться при последовательном изменении параметров объекта управления Т0, k0, t0 на ±20%, ±50% от исходных.При моделировании системы по возмущающему воздействию подадим ступенчатую функцию на вход ПФ возмущения, а управляющее воздействие сделаем равным нулю.Нелинейным элементом будем считать исполнительное устройство - жалюзи.