6. Расчёт параметров настройки пи-алгоритма управления цифровой сау по программе на пэвм

В качестве датчика температуры в существующей САУ используется термопреобразователь сопротивления платиновый ТС-1088/3 НСХ 100П-250 мм с токовым унифицированным сигналом 4÷20 мА. с пределом допускаемой основной погрешности γ = ±1,3%. Диапазон измерения 0 + 200°С. Диапазон температур измеряемой среды 70 ÷ +150°С. Степень защиты от пыли и воды IP-65. Производитель НПП «Элемер» Москва.

Передаточная функция измерительного преобразователя.

W_ип(Р) = = 0,08

Передаточная функция задатчика.

Диапазон температур измеряемой среды 70 ÷ +150°С.

W_зд(Р) = = Кзд = = 0,106

Передаточная функция цифрового регулятора.

D_p(z) =

С₁,С₂- расчётные параметры;

e^pT = z

Передаточная функция формирующего элемента.

W_фэ(Р) =

С учётом давления достигающего 40 кПа и внутреннего диаметра газопровода 250 мм в контуре регулирования температуры на выходе водогрейного котла в качестве исполнительного механизма используется МЭО-250/63-0,25 в составе с электродвигателем ДСОР-110-2,5-60

Технические данные привода:

механизма МЭО однофазным напряжением 220 В частотой 60 Гц. Потребляемая мощность 150 ВА. Номинальный ток 0,8 А. Номинальное время полного хода выходного вала 63 с.

W_им(Р) = = 6,25

В качестве регулирующего органа применяется дроссельная заслонка ЗД-250 Ду 250,

Ру 1 атм.

W_ро(Р) = = 2,08

Передаточная функция возмущающего воздействия

W_ов(Р) =

Передаточная функция объекта управления

W_оу(Р) =

Для регулирования применяем ПИ-закон.

Пропорционально-интегральный регулятор обладает следующими достоинствами:

1. Обеспечивает нулевую статическую ошибку регулирования.

2. Достаточно прост в настройке, т.к. настраиваются только два параметра, а именно коэффициент усиления Кр и постоянная времени интегрирования Ti. В таком регуляторе имеется возможность оптимизации величины отношения Кр/Ti—min, что обеспечивает управление с минимально возможной среднеквадратичной ошибкой регулирования.

3. Малая чувствительность к шумам в канале измерения (в отличие от ПИД-регулятора).

Данные для расчёта на программе В2

К_О – коэффициент передачи (усиления) эквивалентного объекта управления, равный произведению коэффициентов передачи измерительного преобразователя (датчика), объекта управления по каналу управления и исполнительного механизма.

Регулирующий орган, как правило, включается в объект управления по каналу управления, если передаточная функция объекта определяется по результатам экспериментальных исследований.

К₀ = = 0,0000213 (0,608)

ТD - период дискретности выбирается по соотношению между постоянной времени ТО1 объекта (49 cек) и запаздыванием по каналу управления ТАU. Так как ТО1 ≥ ТАU

ТD= (0,75÷0,2)*10 = 2

Отношение ТAU к TD должно быть целым числом. TAU = 10 Отношение 10/2=5

M – показатель колебательности связанный со степенью затухания переходного процесса в САУ по задающему воздействию за период колебаний φ.

М 0 0,221 0,366 0,478 0,62 0,73 0,84 1,1

φ 0 0,75 0,90 0,95 0,98 0,99 0,995 0,999.

Выбираю период колебаний φ 0,9. Исходя из таблицы данному периоду колебаний соответствует М 0,366

Делаю проверку:

φ = 1-е^-2π0М

е^-2π₀^М = 1- φ

-2π₀М = ln (1- φ)

М = -

М=0,3666

U – задающее ступенчатое воздействие для переходного процесса в САУ, U=5–10% номинального значения управляемого параметра.

Выбираю U = 5%

N1– количество точек расчета переходного процесса по задающему воздействию, N1 = (3ТО1+ ТАU)/ TD. N1 = (3*49+10)/2=79

NB1– количество точек расчета линии равного запаса устойчивости САУ. NB1 = 20

N1–количество значений результатов расчета С1 и С2, N1= 15 – 20. Выбираю для расчёта N1=20.

33