5.6. Моделювання системи автоматичного регулювання температури у пропарювальному котлі

Моделювання автоматичної системи регулювання температури у пропарювальному котлі здійснюється за допомогою ЕОМ, застосовуючи метод структурного моделювання. Моделювання CAP проводиться з допомогою програмного пакету Matlab. Синтез системи регулювання здійснюється шляхом використання типових структурних ланок.

Функція передачі об’єкту регулювання:

Функція передачі за збуренням:

Функція передачі ПІ-регулятора:

Змоделюємо структурну схему процесу регулювання в Simulink при знайдених оптимальних параметрах:

Рис.5.7. Структурна схема САР температури в пропарювальному котлі, реалізована в середовищі SIMULINK

Рис.5.8. Перехідний процес САР із оптимальними параметрами ПІ-регулятора при регулюючій дії 20% ходу РО на паропроводі пари

Максимальне динамічне відхилення А₁=9.86 °С задовольняється (А_{1задане}=10 °С).

Час регулювання t_p=250 c з заздалегідь встановленою похибкою Δ=±1 °С задовольняється (t_{рзадане}=280 с).

Перерегулювання регульованої величини φ=5.4 %.

Коефіцієнт заникання ψ=0.82.

Час першого узгодження перехідного процесу t_пс=141 c.

Час досягнення першого максимуму t_max=70 c.

Отже, вимоги до якості процесу регулювання виконуються.

Рис.5.9. Перехідний процес САР при оптимальних параметрах ПІ-регулятора при збуренні витрати технологічної тріски на 20 %

Максимальне динамічне відхилення А₁=9.12 °С задовольняється (А_{1задане}=10 °С).

Час регулювання t_p=251 c з заздалегідь встановленою похибкою Δ=±1 °С задовольняється (t_{рзадане}=280 с).

Перерегулювання регульованої величини φ=2,1%.

Ступінь згасання ψ=0,82.

Час першого узгодження перехідного процесу t_пс=149 c.

Час досягнення першого максимуму t_max=72 c.

Отже, вимоги до якості процесу регулювання виконуються.

Рис.5.10. Перехідний процес САР при оптимальних параметрах ПІ-регулятора при зміні заданого значення температури в пропарювальному котлі на 10 °С

Максимальне динамічне відхилення А₁=3.02 °С задовольняється (А_{1задане}=10 °С).

Час регулювання t_p=178 c з заздалегідь встановленою похибкою Δ=±1 °С задовольняється (t_{рзадане}=280 с).

Перерегулювання регульованої величини φ=62.6 %.

Ступінь згасання ψ=0.76.

Час першого узгодження перехідного процесу t_пс=58 c.

Час досягнення першого максимуму t_max=84 c.

Отже, вимоги до якості процесу регулювання виконуються.

5.7. Висновки

Маючи експериментальну криву розгону і вимоги до якості процесу регулювання було:

• визначено функцію передачі об’єкта регулювання при зміні положення РО:

• в результаті порівняння значень експериментальної кривої розгону із значеннями розрахованої кривої розгону отримана похибка апроксимації 2,16 %.

• вибрано одноконтурну схему системи автоматичного регулювання з ПІ-регулятором і розраховані його оптимальні параметри налаштування.

Функція передачі ПІ-регулятора _.

Дослідження перехідного процесу САР із оптимальними параметрами ПІ-регулятора при регулюючої дії 20% ходу РО показали, що ПІ-регулятор може забезпечити якісний процес регулювання з такими показниками якості:

Максимальне динамічне відхилення А₁=9.86 °С задовольняється (А_{1задане}=10 °С).

• Час регулювання t_p=250 c з заздалегідь встановленою похибкою Δ=±1 °С задовольняється (t_{рзадане}=280 с).

При дослідженні САР за збурюючою дією отримані такі показники якості:

Максимальне динамічне відхилення А₁=9.12 °С задовольняється (А_{1задане}=10 °С).

• Час регулювання t_p=251 c з заздалегідь встановленою похибкою Δ=±1 °С задовольняється (t_{рзадане}=280 с).