МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра АПУ

Курсовая работа по дисциплине

«Моделирование объектов и систем управления»

Тема: «Моделирование системы управления давлением

пара во внешней паровой емкости»

Задание 3, вариант №22

Студент гр. 8391		Перевертайло Д.А.
Преподаватель		Душин С.Е.

Санкт-Петербург

2022 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Математическая модель системы управления давлением пара во внешней паровой емкости (неизменяемая часть) 4

Уравнения объекта управления 4

Уравнения исполнительного механизма, преобразователя и элемента сравнения 4

Ход выполнения работы 6

1. Составление структурной схемы системы управления в программе MATLAB/Simulink 6

2. Определение состояния равновесия системы управления на номинальном и заданном режимах. 7

3. Анализ поведения системы при переходе с номинального режима на заданный 10

4. Определение максимального допустимого шага для методов численного интегрирования 13

5. Синтез ПИ-регулятора в «большом» 25

6. Линеаризация 29

7. Синтез регулятора «в малом» 30

8. Сравнительный анализ регуляторов на различных режимах 31

8.1. При переходе с номинального режима на заданный 31

8.2. При малых возмущениях в окрестности положения равновесия заданного режима 34

9. Дискретизация выбранного непрерывного регулятора 38

10. Сравнение характеристик системы при дискретном регуляторе и непрерывном регуляторе, синтезированном «в большом». 39

10.1 При переходе с номинального режима на заданный. 39

10.2. При малых возмущениях в окрестности положения равновесия заданного режима 42

11. Заключение по курсовой работе 44

Список использованных источников 46

На курсовой проект

Студент Перевертайло Д.А.
Группа 8391
Тема проекта: Моделирование системы управления давлением пара во внешней паровой емкости установки.
Исходные данные: В ходе работы предполагается разработать и исследовать математическую модель системы управления давлением пара во внешней паровой емкости установки, отвечающей поставленным требованиям.
Предполагаемый объем пояснительной записки: Не менее 30 страниц.
Дата выдачи задания: 13.02.2022
Дата сдачи реферата:
Дата защиты реферата:
Студент		Перевертайло Д.А.
Преподаватель		Душин С.Е.

Математическая модель системы управления давлением пара во внешней паровой емкости (неизменяемая часть)

Причинно-следственная математическая модель задается дифферен-циальными и алгебраическими уравнениями, а также табличными характеристиками, представленными в относительных величинах.

Уравнения объекта управления

Объект управления определяется следующими уравнениями:

уравнение внешнего парового объема

, (1)

где =1,8с. – постоянная времени паровой емкости; – давление пара, создаваемого во внешней паровой емкости (внешнем паровом объеме (ВПО)); – постоянное воздействие от паропроизводящей установки (котла), ; – расход пара через клапан травления; – расход пара через регулировочный клапан ( = 1 – номинальное значение);

уравнение клапана травления

,

где – характеристика клапана травления, задается в аналитическом виде:

Уравнения исполнительного механизма, преобразователя и элемента сравнения

Уравнение исполнительного механизма (сервомотора), обеспечивающего перемещение клапана травления

, (2)

где с – постоянная времени сервомотора; – перемещение клапана, причем ; – перемещение золотника сервомотора;

Уравнение электромеханического преобразователя

, (3)

где с – постоянная времени электромеханического преобразователя; – коэффициент затухания; – управляющее напряжение регулятора ;

Уравнение элемента сравнения

, (4)

где – постоянное задающее воздействие от задатчика, .

Уравнение регулятора, реализующего пропорционально-интегральный (ПИ) закон управления

где – постоянная времени интегрирующего канала регулятора, с;

– коэффициент усиления пропорционального канала регулятора;

Параметры регулятора подлежат определению.

Начальные условия, соответствующие номинальному режиму:

(6)

Таблица 1

Условное обозначение	Наименование параметра
	Давление пара, создаваемого во внешней паровой емкости (внешнем паровом объеме (ВПО))
	Постоянное воздействие от паропроизводящей установки (котла)
	Расход пара через клапан травления
	Расход пара через регулировочный клапан
	Перемещение клапана
	Перемещение золотника сервомотора
	Управляющее напряжение регулятора
	Постоянное задающее воздействие от задатчика