5. Расчет системы регулирования

Оптимальный регулятор будем считать в приложении «Simulink» программы «MATLAB». Для этого построим модель исследуемой системы регулирования и внутри нее рассчитаем передаточную функцию регулятора с помощью блока «PID-TUNER». Повторим эти действия для расчета параметров регуляторов одноконтурной и каскадной систем регулирования.

5.1. Расчет оптимальных настроечных параметров регулятора в одноконтурной системе

Рис.5.1. Структурная схема одноконтурной системы регулирования

Где: X_вх – входное воздействие (заданная температура расплава в хлораторе);

X_вых – выходная величина (температура расплава в хлораторе);

Wр1(S) – передаточная функция регулятора;

W1(S) – передаточная функция объекта регулирования.

Передаточная функция по основному каналу W1(S) - изменение температуры расплава при изменении положения регулирующего органа подачи пульпы:

Время чистого запаздывания t = 60 сек

Коэффициент передачи объекта Кп.о = 0,4625. Передаточная функция ПИ – регулятора:

Результаты расчета оптимальных настроек регулятора по основному каналу занесем в таблицу 8.

Таблица 5. Оптимальные настройки регулятора по основному каналу W1(S).

Показатель	Обозначение	Величина
Коэффициент пропорциональности		2,0829
Время интегрирования		105,8196
Вид передаточной функции ПИ - регулятора

5.2. Расчет оптимальных настроечных параметров стабилизирующего и корректирующего регуляторов в каскадной системе регулирования

Рис.5.2. Структурная схема каскадной системы регулирования

Где:

X_вх – входное воздействие (заданная температура расплава в хлораторе);

X_вых – выходная величина (температура расплава в хлораторе);

W_Р1(S) – передаточная функция ведущего регулятора;

W_Р2(S) – передаточная функция ведомого регулятора;

W₁(S) – передаточная функция объекта регулирования по основному контуру;

W₂(S) – передаточная функция объекта регулирования по внутреннему контуру.

Каскадная система автоматического регулирования представляет собой систему, состоящую из двух контуров регулирования: внешнего (корректирующего) и внутреннего (стабилизирующего).

Порядок расчета:

1. Рассчитаем настройки ведомого регулятора аналогично расчету настроек основного регулятора одноконтурной АСР.

Время чистого запаздывания t = 30 с

Коэффициент передачи объекта К_п.о = 1,5

Передаточная функция ПИ – регулятора имеет вид:

Таблица 6. Предварительные настройки регулятора по внутреннему каналу W2(S)

Показатель	Обозначение	Величина
Коэффициент пропорциональности		0.251
Время интегрирования		205,156
Вид передаточной функции ПИ - регулятора

Определим передаточную функцию эквивалентного объекта.

Построим в приложении «Simulink» программы «MATLAB» в одной системе координат переходный процесс во внутреннем контуре по возмущению и сопоставим его с динамической характеристикой внешнего контура (Рис.43-44).

Рис.5.3. Моделирование: сравнение переходных процессов в контурах W1(S) и W2(S).

Рис.5.4.