МИНОБРНАУКИ РОССИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)
Факультет КТИ
Кафедра АПУ
КУРСОВАЯ РАБОТА
По дисциплине "Локальные системы управления"
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОДЫ НА ВЫХОДЕ ТЕПЛООБМЕННИКА В ТЕПЛОМАГИСТРАЛИ
Работу выполнил:
А. К. Абрамова, С. К. Иванов, А. Р. Стаськова, Д. А. Частухин
Группа: 0392
Преподаватель:
к. т. н., доцент И. М. Новожилов Санкт-Петербург
2024
Содержание
1. |
Постановка задачи |
3 |
|
2. |
Предварительный расчет системы |
5 |
|
|
2.1. |
Составление расчетных схем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
5 |
|
2.2. |
Анализ устойчивости системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
5 |
|
2.3. |
Расчет параметров ПФ изменяемой части ЛСУ . . . . . . . . . . . . . . . . |
6 |
|
2.4. |
Показатели качества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
6 |
3. |
Синтез регуляторов |
9 |
|
|
3.1. |
ПИ регулятор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
9 |
|
3.2. |
ПИД регулятор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
9 |
4. |
Моделирование системы |
13 |
|
|
4.1. |
Моделирование системы по задающему воздействию . . . . . . . . . . . . |
13 |
5. |
Моделирование системы, дополненной звеном запаздывания |
16 |
|
6. |
Моделирование системы, дополненной нелинейными элементами |
18 |
|
7. |
Анализ чувствительности системы |
21 |
|
8. |
Выводы |
23 |
|
Список литературы |
24 |
||
2
1. Постановка задачи
Рис. 1.1. Схема объекта.
Регулируемая величина y: температура воды, ◦C . Регулирующее воздействие: расход холодной воды Q [м3/с]. Информация о температуре воды на выходе теплообменника ТО (поз. a на рис. 1.1) поступает от термопары ТТ. Изменение расхода воды осуществ-
ляется регулирующим вентилем РВ (регулирующий орган (РО)) и серводвигателем EPS (исполнительное устройство (ИУ)). [3]
3
000 |
Теплообменник (ОР) |
|
|
Y (s) |
|
|
|
k0e−τ0s |
|
2.5 ≤ k0 ≤ 10.0 [◦C · c/м3] |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
W0 |
(s) = |
V (s) |
= T0s+1 |
|
0 ≤ τ0 ≤ 20 [c] |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 ≤ T0 ≤ 200 [c] |
|||
001 |
Термопара (ТП) |
W1(s) = |
k1 |
|
|
|
|
|
|
|
0.04 ≤ k1 ≤ 0.08 [мВ/◦C] |
||||||
T1s+1 |
|
|
|
|
|
|
2 ≤ T1 ≤ 10 [c] |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
002 |
Измерительный мост |
W2 |
(s) = k2 |
|
|
|
|
|
|
|
k2 = 1 |
|
|
|
|||
010 |
Измерительный преобразователь |
W3 |
(s) = k3 |
|
|
|
|
|
|
|
2 ≤ k3 ≤ 6 |
|
|||||
|
|
|
ПИ-регулятор |
|
0.5k4 |
50.0 [c] |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
050 |
Регулятор |
W4(s) = k4 |
( |
|
|
+ 1) |
|
|
|
T4≤ 500 [c] |
|||||||
T4s |
|
5 |
≤ |
||||||||||||||
|
|
|
ПИД-регулятор |
|
|
|
≤ |
||||||||||
|
|
W |
(s) = k4 |
1 + |
1 |
+ τs |
|
|
τ/T4 ≤ 0.4 [c] |
||||||||
|
|
T4s |
|
|
|||||||||||||
|
|
4 |
|
k5 ( |
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
||||
060 |
Серводвигатель |
W5 |
(s) = |
|
|
|
|
|
|
0.02 ≤ k5 ≤ 0.1 [мм/мА |
|||||||
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
070 |
Регулирующий вентиль (РВ) |
W6 |
(s) = k6 |
|
|
|
|
|
|
|
0.05 ≤ k60.1 [мм] |
||||||
4