Расчет параметров настройки регулятора
Расчет
параметров настройки регулятора
Расчёт настроек ПИ-регулятора в контуре
регулирования температуры
Задача настройки регулятора состоит в том,
чтобы, располагая динамическими характеристиками объекта и регулятора, так
выбрать и установить настроечные параметры регулятора, чтобы обеспечить
оптимальный переходный процесс в автоматической системе.
Под оптимальными настройками регулятора будем
понимать настройки, обеспечивающие для заданного объекта процесс регулирования,
удовлетворяющий выбранным критериям качества.
Для коррекции динамических свойств системы
применяются: пропорциональный (П), интегрирующий (И),
пропорционально-интегрирующий (ПИ), пропорционально-дифференциирующий (ПД) и
пропорционально-интегрально-дифференциирующий (ПИД) регуляторы.
Для регулирования температуры
водородосодержащего газа на выходе из газосепаратора С-1(поз. TIR-3105) с
помощью одноконтурной системы управления будем использовать ПИ-регулятор.
Статистическая ошибка ПИ-регулятора практически
равна нулю, т.е повышается точность регулирования. Также ПИ-регуляторы обладают
достаточным быстродействием и дают возможность вывода параметра на заданный
уровень.
У ПИ-регуляторов воздействие входной величины на
выход тем больше, чем больше коэффициент пропорциональности и меньше постоянная
интегрирования Ти.
Уравнение ПИ-регулятора:
(3.1)
Передаточная функция:
, (3.2)
где ,
.
Схема одноконтурной системы управления
представлена на рисунке 3.2.
Схема одноконтурной системы управления
Время запаздывания для данного объекта равно 20
сек.
где -
передаточная функция объекта управления
(3.3)
где -
передаточная функция ПИ- регулятора
Тогда передаточная функция разомкнутой системы
будет иметь вид:
(3.5)
Передаточная функция замкнутой системы имеет
вид:
(3.6)
Характеристическое уравнение
системы:
(3.7)
Для нахождения математического
описания объекта управления по заданной кривой разгона воспользуемся программой
RKPF.
При запуске программы указываем
входные значения:
Число измерений
Временной интервал
Входное значение в начальный момент
времени
Входное значение при t0 равном
бесконечности
Входные параметры
Из режимных листов берем данные температуры за
смену(холодный эксперимент) и строим кривую разгона.
Таблица данных для кривой разгона
Кривая разгона
Передаточная функция
В итоге получаем передаточную функцию следующего
вида:
(3.9)
настройка регулятор передаточная
Для расчёта ПИ-регулятора в одноконтурной
системе воспользуемся программой Reg2.
Расчёт ПИ-регулятора в одноконтурной системе
Коэффициенты ПИ-регулятора:
К=0,005
Ти=1,949
Тд=0
Передаточная функция ПИ-регулятора
(3.10)
Для наглядности полученных результатов расчёта
одноконтурной системы, а также для определения показателей качества переходного
процесса, построим кривую переходного процесса.
Временной график
По полученному переходному процессу графически
определим характеристики переходного процесса:
) Время переходного процесса tp определяется как
промежуток времени, через который величина сигнала войдет в зону допустимой
ошибки tp=1,6мин
)Перерегулирование ∆ymax=12%
)Колебательность -число колебаний за время
переходного процесса =1,5
) Степень затухания