16

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра автоматизации технологических процессов и

производств

Учебно-методическое пособие

к лабораторной работе

«Исследование линейной автоматической системы регулирования с типовыми регуляторами»

по курсу

«Системы управления химико-технологическими процессами»

Уфа 2010

В работе исследуется влияние параметров линейной системы (параметров настройки типовых регуляторов) на устойчивость и качество системы регулирования.

В методическом руководстве описана методика построения области устойчивости АСР по критерию Гурвица в плоскости 2-х параметров , даны определения прямых показателей качества, описана методика определения параметров регулятора методом сканирования. Приведена таблица значений исходных данных для 60 вариантов, контрольные вопросы.

В процессе работы рассчитывается область устойчивости АСР в плоскости параметров ПИ-регулятора, Для нескольких точек области устойчивости с помощью пакета VisSim моделируются переходные процессы системы, определяются прямые показатели качества.

Составители: Аязян Г.К., профессор

Рецензент: Хабиров Н.М., ассистент

 Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2010

1. Цель работы.

Целью работы является исследование влияния параметров системы (регулятора) на устойчивость и качество регулирования. В процессе работы студент должен закрепить теоретический материал по разделам «Устойчивость» и «Показатели качества регулирования», освоить методику построения области устойчивости в плоскости 2-х параметров по критерию Гурвица.

2. Описание установки.

Структурная схема исследуемой системы приведена на рис. 1.

Рис. 1 - Структурная схема системы регулирования

Система состоит из объекта управления и пропорционально-интегрального регулятора (ПИ-регулятора). Передаточная функция регулятора определяется формулой

(1)

,

К_р, и Т_и – настроечные параметры регулятора (настройки регулятора),

К_р – коэффициент усиления, Т_и – время изодрома, характеризирующее интегральную часть регулятора. Для целей расчета передаточную функцию регулятора удобно записать следующим образом

(2)

,

г

(3)

де,

и К₁ и K₀ – коэффициенты усиления пропорциональной и интегральной частей регулятора

Объект управления описывается передаточной функцией 3-го порядка

(4)

.

Параметры объекта коэффициент усиления к_у, и постоянные времени Т₁, Т₂ и Т₃ задаются согласно варианту (см. табл. 1). Параметры регулятора определяются в результате расчетов. Обратим внимание, на то, что переда-

Таблица 1

Параметры передаточной функции объекта

Вариант	Ку	Т1	Т2	Т3		Вариант	Ку	Т1	Т2	Т3
1	1,50	1,00	1,00	1,00		31	1,40	0,80	1,25	1,50
2	1,50	1,00	1,00	1,25		32	1,30	0,80	1,25	1,75
3	1,00	1,00	1,00	1,25		33	1,50	0,80	1,25	2,00
4	1,20	1,00	1,00	1,25		34	1,50	0,80	1,25	2,25
5	1,40	1,00	1,00	1,25		35	1,30	0,80	1,25	2,50
6	1,80	1,00	1,00	1,25		36	2,00	0,80	1,50	1,00
7	2,00	1,00	1,00	1,25		37	1,50	0,80	1,50	1,50
8	1,50	1,00	1,10	1,10		38	1,40	0,80	1,50	1,75
9	1,30	1,00	1,25	1,25		39	1,80	0,80	1,50	2,00
10	1,20	1,00	1,25	1,25		40	1,30	0,80	1,50	2,25
11	1,50	1,00	1,25	1,25		41	2,00	0,80	1,50	2,50
12	1,50	1,00	1,25	1,25		42	2,00	0,60	1,00	1,00
13	2,00	1,00	1,25	1,25		43	1,50	0,60	1,00	1,25
14	1,60	1,00	1,25	1,25		44	1,80	0,60	1,00	1,50
15	1,30	1,00	1,50	1,50		45	1,80	0,60	1,00	1,75
16	1,20	1,00	1,50	1,50		46	2,00	0,60	1,00	2,00
17	1,50	1,00	1,50	1,50		47	2,00	0,60	1,00	2,25
18	1,40	1,00	1,50	1,50		48	2,50	0,60	1,00	2,50
19	1,30	1,00	1,30	1,30		49	1,50	0,60	1,20	0,80
20	1,50	1,06	1,30	1,30		50	1,80	0,60	1,20	1,25
21	1,20	0,80	1,00	1,00		51	2,00	0,60	1,20	1,50
22	1,40	0,80	1,00	1,00		52	2,00	0,60	1,20	1,75
23	1,50	0,80	1,00	1,00		53	2,00	0,60	1,20	2,00
24	1,30	0,80	1,00	1,00		54	2,00	0,60	1,20	2,25
25	1,50	0,80	1,00	1,00		55	2,50	0,60	1,20	2,50
26	1,40	0,80	1,00	1,00		56	1,30	0,90	0,90	0,90
27	1,50	0,80	1,00	1,00		57	2,00	0,80	1,00	0,90
28	2,00	0,80	1,00	1,00		58	1,50	0,95	1,25	1,50
29	1,50	0,80	1,25	1,25		59	1,40	0,85	1,50	1,50
30	1,30	0,80	1,25	1,25		60	1,30	1,00	0,90	0,80

точные функции объекта по каналам управления и возмущения совпадают, так как управляющее воздействие и возмущающееприложены к одной точке (возмущение действует со стороны регулирующего органа).