Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Омский государственный технический университет»

Кафедра «Автоматизация и робототехника»

Домашнее задание №1

по дисциплине “Теория автоматического управления”

«Выбор регулятора в системе автоматического регулирования расхода с использованием программы CLASSIC 3.0.1»

Вариант 4 (блок 2)

Проверила:

___________ Тоцкая И.В.

Выполнил:

ст. гр. БМТ-419

____________ Дьяконов Д.В.

Омск 2012

1. Цель работы и используемые средства

Целью данной работы является выбор регулятора для системы автоматического регулирования расхода и определение его настроек с применением ЭВМ, с установленной на нее программой для анализа и синтеза линейных систем автоматического управления Classic 3.0.1.

2.Исходные данные

Система автоматического регулирования уровня, в состав которой входят объект регулирования, измерительный преобразователь и исполнительный механизм, параметры которых приведены в таблице 1.

Таблица 1

Элемент системы	Тип элемента	Параметры элемента
Объект регулирования	Безынерционный	kОБ =23,6
Измерительный преобразователь	Инерционный	kИП =0,192 ТИП =2,48 с
Исполнительный механизм	Колебательный	KИМ =73 Т1 = 0,026 с Т2 = 0,044 с

3. Математическая модель системы

3.1 Функциональная схема системы

При построении математической модели системы регулирования уровня воспользуемся структурным методом. Для этого составим функциональную схему системы, в которой каждый из элементов будет представлен типовым структурным звеном. Полученная функциональная схема представлена на рисунке 1, где Р – регулятор, ИМ – исполнительный механизм, Об – объект регулирования, ИП – измерительный преобразователь.

Рисунок 1. Функциональная схема системы регулирования уровня

3.2 Описание элементов системы передаточными функциями

Объект регулирования представлен элементом безынерционного типа (см. табл.1), поэтому опишем его усилительным типовым звеном. Тогда передаточная функция будет иметь вид:

,

(1)

где – коэффициент усиления объекта регулирования,

Измерительный преобразователь в системе представлен элементом инерционного типа, то его опишем инерционным звеном, передаточная функция которого имеет следующий вид:

(2)

где –коэффициент усиления измерительного преобразователя, ,–постоянные времени измерительного преобразователя.

Поскольку исполнительный механизм представлен в системе элементом колебательного типа, поэтому и его можем описать колебательным типовым звеном. Его передаточная функция будет иметь следующий вид:

,

(3)

где – коэффициент усиления исполнительного механизма.

3.3 Структурная схема системы автоматического регулирования уровня

На основе полученных передаточных функций объекта регулирования (1), измерительного преобразователя (2) и исполнительного механизма (3), строим структурную схему системы регулирования уровня на рисунке 2.

Рисунок 2. Исходная структурная схема системы автоматического регулирования уровня.

Преобразуем полученную систему регулирования, приведя ее к структурной схеме с единичной обратной связью. Для этого перенесем сумматор с выхода на вход обратной связи, при этом необходимо между переносимым воздействием и сумматором добавить фиктивное звено с передаточной функцией, обратной передаточной функции исходного звена:

.

Получим структурную схему системы, изображенную на рисунке 3.

Р

исунок 3. Структурная схема системы с единичной обратной связью.

Фиктивное звено не оказывает влияние на динамические свойства системы, поэтому в дальнейшем мы можем его не учитывать при проведении исследования и использовать структурную схему, приведенную на рисунке 4.

Рисунок 4. Структурная схема системы с единичной обратной связью без фиктивного звена