Построение экспериментальной переходной функции объекта управления котла. Построение экспериментальной переходной функции объекта управления. Выбор закона регулирования и типа регулятора. Анализ системы автоматического регулирования по критерию Найквиста.
Аннотация к работе
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский государственный университет технологий и управления им.При всем многообразии автоматических устройств и автоматизированных систем управления и путей автоматизации процессов в различных отраслях промышленности имеются общие теоретические положения, являвшиеся фундаментальным базисом теории автоматического управления. Теория автоматического управления - наука о методах определения этих законов для объектов, допускающих их реализацию средствами автоматики. Разновидность автоматического управления представляет собой автоматическое регулирование, т.е. поддержание постоянными каких-либо величин, характеризующих процесс, или изменение этих величин по определенным законам. Задачи общей теории автоматического регулирования заключаются в решении вышеперечисленных проблем.Решение этой задачи для всего процесса в целом затруднительно (много влияющих факторов), весь технологический процесс следует разбить на отдельные участки, причем обычно участок соответствует законченной технологической операции, имеющей свою подзадачу, например, обработка молока. Характер этих закономерностей в первую очередь определяется тем, какой параметр участвует в управлении. К числу типовых технологических параметров, подлежащих контролю и регулированию, относят расход, уровень, давление, температуру и ряд показателей качества. Выбор закона регулирования зависит от требуемого качества стабилизации параметра. Выбор закона регулирования также зависит от требуемого качества стабилизации параметра.Проведение эксперимента начинают с установки на объекте выбранного режима работы, который характеризуется постоянством выходной переменной и всех влияющих на нее переменных. Установившийся режим работы при заранее выбранном значении выходной переменной хвых.0 выдерживают 2,0-2,5 мин для медленно протекающих процессов, связанных, например, с изменением температуры или влажности, и 0,3-0,5 мин - для более быстро протекающих процессов, таких, например, как изменение давления или расхода. Затем как можно быстрее вводят испытательное воздействие и одновременно начинают регистрировать изменение выходной переменной во времени. При экспериментальном определении переходной функции на объектах с самовыравниванием (р > 0) опыт считается законченным, если выходная переменная, начиная с некоторого момента времени, остается практически неизменной, а на объектах без самовыравнивания (р = 0) - если скорость изменения переменной достигает своего постоянного максимального значения. При снятии импульсных характеристик эксперимент прекращают, когда выходная переменная достигнет своего первоначального значения на объектах с самовыравниванием или перестанет изменяться на объектах без самовыравнивания.Определение динамических параметров объекта по его экспериментально снятой переходной функции производят графическими или графоаналитическими методами. Для определения временных постоянных проводят касательную в точке переходной функции, в которой скорость изменения имеет максимальное значение, т.е. из всех возможных касательных, которые можно провести к переходной функции, эта касательная должна иметь наибольший угол наклона.В программном пакете Mathcad по полученной передаточной функции определим расчетную переходную функцию объекта управления.Если объект управления не обладает самовыравниванием, перед разработчиком стоит задача обеспечить поддержание заданного параметра в пределах диапазона, допускаемого технологическим регламентом. Однако, если объект управления обладает самовыравниванием, нельзя забывать, что на него действуют неконтролируемые воздействия окружающей среды, называемые возмущениями, кроме того, иногда стабилизация параметра занимает значительное время, либо же за это время параметр хоть и стабилизируется, но приходит к недопустимому для конкретного процесса значению. П - регуляторы осуществляют закон регулирования, в котором регулирующий орган перемещается пропорционально отклонению регулируемого параметра: . Таким образом, П - регулятор имеет один параметр настройки k. ПИ - регуляторы осуществляют закон регулирования, в котором регулирующий орган перемещается пропорционально отклонению и интегралу отклонения регулируемого параметра: .Передаточная функция ПИ - регулятора имеет вид: Таблица - Параметры настройки регуляторов для объектов с самовыравниваниемПередаточная функция ПИД - регулятора имеет вид: Исходя из таблицы определим параметры регулятора: Ти2=2.4? Рисунок 5.1 - Структурная схема САР промышленным объектом управления где уз - задающий сигнал, е - ошибка регулирования, ир - выходной сигнал регулятора, иу - управляющее напряжение, h-перемещение регулирующего органа, QГ - расход вещества или энергии, F - возмущающее воздействие, Т - регулируемый параметр (например температура), уос-сигнал обратной связи (выходное напряжение или ток преобразователя).
План
Содержание
Введение
1. Описание объекта управления
2. Построение экспериментальной переходной функции объекта управления
2.1 Определение передаточной функции объекта управления
2.2 Определение параметров передаточной функции
3. Идентификация переходной функции объекта управления
3.1 Построение расчетной переходной функции объекта управления
4. Выбор закона регулирования и типа регулятора
4.1 Расчеты параметров настройки ПИ - регулятора с учетом типового процесса регулирования
4.2 Расчеты параметров настройки ПИД - регулятора с учетом типового процесса регулирования
5. Синтез замкнутой САР
6. Анализ устойчивости САР по критерию Найквиста
6.1 Синтез разомкнутой САР с ПИ-регулятором
6.2. Синтез разомкнутой САР с ПИД-регулятором
6.3. Оценка устойчивости САР
6.3.1 Запас устойчивости по амплитуде и по фазе системы с ПИ - регулятором
6.3.2 Запас устойчивости по амплитуде и фазе системы с ПИД - регулятором
7. Определение показателей качества управления замкнутой САР
7.1 Построение переходной функции замкнутой САР с ПИ-регулятором по ее передаточной функции
7.2 Расчет показателей качества управления замкнутой САР с ПИ-регулятором
7.3 Построение переходной функции замкнутой САР с ПИД-регулятором по ее передаточной функции
7.4 Расчет показателей качества управления замкнутой САР с ПИД -регулятором