Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

печать / Андр 4

.docx
Скачиваний:
14
Добавлен:
10.02.2016
Размер:
163.11 Кб
Скачать

Министерство образования и науки, МОЛОДЁЖИ И СПОРТА украины

ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

институт компьютерных систем

кафедра компьютеризированных систем управления

Автоматизация типовых производственных процессов

Практическая работа №4

«Исследование динамики системы регулирования давления пара в котле при реализации различных критериев качества»

Выполнили:

Cтуденты

группы АТ-092

Задыр И.Г

Калигаева А.А.

Соломянный А.

Орманжи А.

Проверил: Андриевский Г.Г.

Одесса

2012г.

Цель работы:

  1. Определение передаточной функции объекта регулирования и параметров настройки ПИ-регулятора давления пара в котле.

  2. Моделирование системы регулирования давления пара в котле, при реализации различных критериев качества.

  1. Краткие теоретические сведенья

Давление пара в котле регулируется путём изменения подачи топлива форсунки топки котла. Функциональная схема системы регулирования давления показана на рисунке 1.

Рис. 1. Функциональная схема САР давления пара в котле

Давление пара Рп в котле К измеряется измерительным элементом ИЭ. Сигнал, пропорциональный давлению пара, с выхода измерительного элемента подаётся на вход электронного регулятора ЭР. В регуляторе определяется сигнал ошибки (разность между задающей величиной и истинной величиной давления) и, в соответствии с заданным алгоритмом управления, определяется управляющее воздействие µ. Сигнал µ подаётся на вход топливного бака ТБ, регулирующего подачу топлива к форсункам топки котла. Входной величиной котла является расход в единицу времени топлива ѱ, подаваемого на форсунки топки котла. Топливный блок, котел и измерительный элемент можно представить, как одно звено – объект управления ОУ. Таким образом, вся система регулирования представляется как два звена, включенных последовательно - объект управления и регулятор.

Для математического описания объекта может быть использована переходная характеристика, полученная экспериментально. Для этого при работающем котле в разомкнутой системе (обратная связь отключена), управляющий сигнал µ изменяется скачком на величину Δµ=µ2-µ1. Изменение выходной величины, вызванное ступенчатым изменением входного сигнала (переходная характеристика), осциллографируется. По виду переходной характеристики может быть определена передаточная функция объекта.

С достаточной степенью точности такой объект может быть описан как апериодическое звено первого порядка с запаздыванием:

  1. Определение передаточной функции объекта регулирования

Исходные данные:

Δµ0 = 0.12;

Запаздывание и постоянная были определены по характеристике №2 из задания.

Определим относительное приращение выходной величины:

(1)

Определим коэффициент усиления топливного блоки и, соответственно объекта управления:

(2)

Определим конечное значение переходного процесса в относительных единицах:

(3)

Подставим найденные параметры в передаточную функцию объекта:

Проведем моделирование разомкнутой системы с целью получения разгонной характеристики:

Рис.2 Схема моделирования разомкнутой системы

Рис.3 Разгонная характеристика

  1. Определение настроек параметров ПИ-регулятора

Передаточная функция ПИ-регулятора имеет вид:

где

Произведём расчёт и моделирование для 3-х критериев качества:

    1. Интегральный квадратичный критерий качества:

рис.4 Схема моделирования интегрального квадратичного критерия качества.

рис 5. График переходного процесса интегрального квадратичного критерия.

    1. Минимум перерегулирования и времени регулирования.

Рис.6 Схема моделирования критерия с минимумом перерегулирования.

Рис.7 График моделирования критерия с минимумом перерегулирования.

    1. 20% -у перерегулирование.

Рис. 8. Схема моделирования критерия с 20%-м перерегулированием

Рис. 9. График моделирования критерия с 20%-м перерегулированием

Выводы:

В ходе выполнения работы по заданной характеристике разомкнутой системы автоматического регулирования давления пара в котле были определены запаздывание и постоянная времени, после чего по ним была составлена передаточная функция объекта. Также был произведён расчёт параметров ПИ-регулятора для трёх критериев качества: интегрального квадратичного, критерия с минимумом перерегулирования и критерия с 20%-м перерегулированием. По данным моделирования были получены графики переходных процессов, соответствующие вышеуказанным критериям качества.

Соседние файлы в папке печать