3. Программа работы и её выполнение

1). Определить статическую характеристику объекта регулирования по каналу задания. Для этого собирается схема по рис. 9.

Статическую характеристику снимают в режиме управления «Ручное» (переключатель управления 6 на рис. 8), в котором система управления разомкнута. Переключатель 11 SA1 должен быть установлен в положение «Регулятор», переключатель 17 SA3 – в положение «Объект». Исполнительным механизмом управляют ключом управления 7. Входное воздействие осуществляют, устанавливая исполнительный механизм в различные положения (отсчет в долях полного хода по шкале ДУП 8), выходную величину отсчитывают по шкале КСП3 в единицах температуры или по записи на диаграмме, предварительно проградуировав её в единицах температуры. Коэффициент передачи объекта будет при этом именованной величиной.

По полученным из опыта значениям следует построить график статической характеристики в координатах: положение вала ИМ в долях полного хода – температура печи в градусах.

На статической характеристике нужно выделить линейную часть и найти середину линейного участка – центр опыта. Определить диапазон изменения входного параметра в пределах линейной части статической характеристики.

2). При той же схеме по рис. 9 определить динамическую характеристику объекта регулирования, выполнив следующие операции:

а) по показаниям ДУП установить вал ИМ в центр опыта в режиме управления «Ручное»;

б) после прекращения изменения температуры объекта изменить скачком положение вала ИМ на 0,1…0,15 полного хода и сделать записи переходного процесса;после расшифровки записей построить график динамической характеристики;

в) согласно п. 1.1 определить параметры приближённых моделей объекта второго и первого порядков с запаздыванием;

г) определить динамические параметры настройки регулятора по формуле (10).

3). Собрав схему по рис. 10, определить АФЧХ объекта регулирования и рассчитать оптимальные параметры настройки ПИ-регулятора, выполнив следующие операции.

а) УстановитьSA1 в положение «Регулятор», SA3 в положение «Объект», переключателем 10 включить питание генератора, поставить переключатель 14 в одно из первых положений (длительные периоды колебаний). Наблюдая колебания генератора по индикатору 15, прекратить переключателем 16 колебания генератора в момент перехода колебаний через нулевую отметку. ПереключательSA1 перевести в положение «Генератор» и регулятором смещения нулевой линии 13 установить выходную величину в центр опыта по окончании переходного процесса.

б) Пустить генератор переключателем 16 и при всех положениях переключателя периода колебаний генератора 14 сделать записи двух-трёх периодов выходной величины. При необходимости на высокочастотном конце диапазона увеличить вдвое амплитуду записи (изменить вдвое масштаб).

в) Обработать регистрограммы, вычислив при каждой частоте амплитуду колебаний выходной величины B и угол фазового сдвига, и построить АЧХ, ФЧХ и АФЧХ объекта. При этом надо иметь в виду, что амплитуда входных колебаний А одинакова на всех частотах.

г) По изложенному в п. 1.3. алгоритму рассчитать оптимальные параметры настройки ПИ-регулятора.

4).Реализовать рассчитанные параметры настройки в АСР в следующих этапах.

а) Для расчёта уставок регулятора Р25.1,т.е. градуировки органов его настройки, собрать схему по рис. 11 для определения изменения положения ИМ и РО в функции изменения сигнала задания регулятору . Для этого надо:

установить переключатель 11SA1 в положение «Регулятор»;

установить переключатель 9 SA2 в положение «Система разомкнута»;

установить переключатель 17 SA3 в положение «ИМ»;

установить постоянную времени демпфирования T_дф= 0;

отградуировать шкалу КСП3 в долях перемещения ИМ, устанавливая ИМ по показаниям ДУП в начальное и конечное положения в режиме управления «Ручное»;

с помощью задатчика Зд_КСПКСП3 установить указатель задания в положение центра опыта, стрелку ручки 3 «Задание» задатчика Зд_Р25Р25.1 поставить на нуль шкалы, в режиме управления «Ручное» поставить ИМ в положение, соответствующее центру опыта, и ручкой «Корректор» Р25.1, выведенной «под шлиц», сбалансировать регулятор;

с помощью ручки 5 установки T_ии кнопочного переключателя Р25.1 задать постоянную времениT_из= 500 с;

установить ручку 2 узла масштабирования k₁ Р25.1 в положение 1,0 , а ручку 4 установкиk_п-63– последовательно в ходе опытов в требуемые положения;

переключатель режимов работы Р25.1 установить в положение «ПИ-регулирование»;

одновременно переставить стрелку задатчика КСП-3 на +10% и переключателем управления в Р25.1 включить режим «Автоматическое»; Р25.1 отработает рассогласование, и на регистрограмме получится ломаная линия, первый прямолинейный участок которой будет соответствовать пропорциональной и интегральной составляющим переходной характеристики, а второй – только интегральной.

повторить опыт при изменении задания на –10%.

Отношение величины перемещения РО на прямолинейном участке за вычетом интегральной составляющей к величине изменения задания представляет собой коэффициент пропорциональности k_рпри заданном положении ручек настройкиk_п-63иk₁. Иными словами,k_риk_п-63при k₁ = 1,0 связаны соотношением

k_p = C k_п-63 ,

где С – постоянная, которая определяется из проведённого опыта.

Если ручка-указатель k_п-63не сбита со своего правильного положения, полученная постоянная С позволяет определятьk_p при любом другом положении ручек настройкиk_п-63иk₁.

Постоянная времени изодрома Т_изсвязана с постоянной времени Т_исоотношением

T_из= СT_и ,

которое позволяет переградуировать шкалу ручки 5 в единицах времени T_из.

Если k_p вычисляют как безразмерную величину, перемещение ИМ и изменение задания должны быть безразмерными величинами, С также будет безразмерной величиной. Еслиk_p число именованное, С тоже будет именованным. Однако для переградуировки шкалы Т_и нужно использовать только безразмерное значение С.

б) Собрать АСР температурой печи по рис. 12, для чего:

установить SA1 в положение «Регулятор»; SA2 – в положение «Система замкнута»; SA3 – в положение «Объект»;

сбалансировать регулятор в центре опыта.

в) Установить рассчитанные ранее двумя методами значения оптимальных параметров настройки на шкалах Р25.1 и получить регистрограммы переходного процесса при увеличении и уменьшении задания регулятору. Изменение задания производить задатчиком КСП3.

г) Реализовав алгоритм Циглера и Никольса, через параметры критического режима вычислить и реализовать параметры динамической настройки регулятора, получить регистрограммы переходных процессов как описано выше.

5). Построить по регистрограммам графики переходных процессов в АСР и вычислить по ним прямые показатели качества.

6). Сравнить полученные результаты с ожидавшимися и объяснить причины расхождения, если последние есть. Сделать объективные выводы о трудоёмкости использованных методов расчета параметров настройки и близости к результатам, полученным в опытах.