2. Аппроксимация кривых разгонаобъектов регулирования.

Кривые разгона устойчивых объектов чаще всего имеют S-образный вид:

x

x_∞

0,7(x_∞–х_н)

0,33(x_∞–х_н)

х_н

t₁ t_{2 t}

Упрощенно объекты этого типа могут быть аппроксимированы устойчивым объектом 1-го порядка с запаздыванием:

_Т dx(t)

⁰ dt

x(t)

k₀ z(t )

(3-1)

Для нахождения значенийT₀и на кривой разгона определяют величины:x₁= 0,33(x_∞–x_н) иx₂= 0,7(x_∞–x_н), а также соответствующее им времяt₁иt₂. Далее вычисляют значенияT₀и поформулам:

Т₀= 1,25 (t₂–t₁),

τ= 0,5 (3t₁–t₂).

2. Лабораторная работа8.4

ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛЯТОРА ТЕМПЕРАТУРЫ НА ТЕПЛОВОМ ОБЪЕКТЕ

Цель работы. Ознакомиться с работой регулирующего прибора, созданного в SCADA-системе «РСК-2007». По характеристикам объекта определить значения параметров настройки регулятора и настроить его на процесс. Оценить качество переходных процессов при разных значениях параметров настройки регулятора.

Описание установки. Мнемосхема установки, на которой исследуется работа импульсного регулятора температуры в замкнутом контуре, приведена на рис.4.1.

Воздух

^Т1 ТСМ

П

Рис.4.1. Мнемосхема установки:

ЭП – электроподогреватель воздуха; Н1, Н2 – нагреватели; В1 – вентилятор; ТСМ – термопреобразователь сопротивления медный; НП – нормирующий преобразователь; Т1 – регулирующий прибор; Y1 – оптрон; А – амперметр; П1, П2 -переключатели.

Объектом регулированияявляется электроподогреватель воздуха ЭП, в котором размещены нагреватели Н1 и Н2, питаемые от сети переменного тока. Воздух вентилятором В1 продувается через ЭП и нагревается в нем.Регулируемойвеличинойявляется температура воздуха на выходе из подогревателя. Она измеряется термопреобразователем сопротивления ТСМ, сигнал с которого через нормирующий преобразователь НП подается нарегуляторТ1, созданный в компьютере средствами SCADA-системы «РСК-2007». Если температура в подогревателе не соответствует заданному значению, регулятор подает последовательность импульсов наисполнительное устройствоY1 – оптрон, который замыкает или размыкает электрическую цепь, что приводит к изменению подачи электроэнергии на нагреватель Н1. Это влечет за собой изменение температуры воздуха на выходе из ЭП. Частота и длительность импульсов формируется регулятором поПИД-закону.

Определение характеристик объекта. Свойства объекта регулирования определяют по экспериментально снятой кривой разгона. Последняя представляет собой зависимость регулируемого параметра от времени при подаче на вход объекта ступенчатого возмущающего воздействия и отключенном регуляторе. После приведения объекта в равновесие (постоянство температуры воздуха на выходе ЭП) на него наносят возмущающее воздействие, изменяя переключателем П1 силу тока, протекающего через нагреватель Н1, с 3А до 4А, и фиксируют во времени температуру в подогревателе до тех пор, пока она вновь не станет постоянной. По полученным данным строят кривую разгона объекта, по которой затем определяют его динамическиесвойства.

Параметры настройки(k_P, Т_И, Тд) регулятора находят расчетным путем по специальным формулам, вид которых зависит от динамических свойств объекта.

Снятие кривых переходных процессов в системе. Для снятия кривых переходных процессов систему переводят в автоматический режим, предварительно установив на регуляторе рассчитанные параметры настройки. Затем переключателем П1 наносят на систему такое же возмущение, что и при снятии кривой разгона, и фиксируют во времени регулируемую величину до прихода ее к равновесию. По полученной кривой определяютпараметрыкачествапереходного процесса и заносят их в таблицу 3. Затем снимают еще несколько кривых переходных процессов при других значениях параметров настройки регулятора и обрабатывают их аналогично. Оптимальный процесс выбирают по найденным параметрам качества переходного процесса.