9. Расчет одноконтурной сар

В практике построения систем автоматизации объектов нефтяной и газовой промышленности широкое применение нашли одноконтурные системы автоматического регулирования (САР). Задача сводится к следующей: исходя из найденной ПФ объекта и выбранного регулятора, необходимо определить параметры настройки регулятора, которые бы обеспечивали устойчивость и заданное качество САР.

Рассмотрим расчет одноконтурной САР методом расширенных амплитудно-фазовых характеристик. Оптимальная САР – это такие настройки регулятора, которые обеспечивают заданную степень колебательности φ.

С помощью АФХЧ в области параметров настройки регулятора строится «линия равного затухания», соответствующая заданной степени затухания φ переходного процесса САР. Далее на этой линии выбирается точка, координаты которой определюят параметры настройки регулятора, обеспечивающие при заданном φ наилучшее качество САР (оптимальные настройки).

Дано: W₀(p) - ПФ объекта; W_p(p) - ПФ регулятора; φ ->m - степень колебательности.

Расширенная АФХ объекта

.

Расширенная АФХ объекта в алгебраической форме

Выражения для определения настроек ПИ-регулятора

Подставляя действительную и мнимую части АФХ объекта в выражения для ПИ-регулятора, получаем:

Изменяя ω в пределах (0,1), рассчитываем настройки регулятора. В плоскости настроечных параметров строим линию «равной степени затухания».

Для выбора оптимальных настроек необходимо взять несколько пар точек на кривой и для каждой определить настройки регулятора. По качеству переходного процесса можно судить о качестве САР.

10. Выбор критерия оценки эффективности

11. Выбор критерия оценки эффективности средств контроля и управления

Д ля разработки проектной документации по созданию САУ или АСУ, необходимо выбрать главный критерий, который соответствовал бы профилю работы или возможностям предприятия. До настоящего времени используемые критерии оптимизации были оторваны от экономических факторов. Сейчас с переходом на рыночные отношения экономические факторы имеют немаловажное значение, поэтому необходим критерий, который учитывал бы технический, алгоритмический и экономический факторы. Суть выбора критерия заключается в том, чтобы уменьшить потери производства с учетом расходов на приобретение аппаратурных средств и потерь от недостаточного количества и качества аппаратурных средств. Необходимо найти оптимальный вариант, при котором сумма расходов и потерь будет минимальной: С_р+С_п→min. Графическое изображение критерия представлено на рисунке.

Т аким же способом можно построить вероятностные характеристики потерь в зависимости от надежности и точности контрольно-управляющей системы.

Полученные кривые позволяют заранее определить надежность, точность и количество аппаратурных средств, чтобы работать на участке с целью минимизации суммы расходов и потерь: С_р(λ, σ , n, B,ξ)+С_п((λ, σ , n, B,ξ) →min, где λ-надежность, σ-точность, n-количество аппаратурных средств, B-скорость передачи, ξ=сигнал/помеха.