Расчет автоматической системы регулирования расхода теплоносителя, подаваемого в рубашку двухстадийного смесителя

Размещено на http://www.allbest.ru/

РАСЧЕТ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ, ПОДАВАЕМОГО В РУБАШКУ ДВУХСТАДИЙНОГО СМЕСИТЕЛЯ

CALCULATION OF AUTOMATIC SYSTEM ADJUSTING THE EXPENSE OF COOLANT-MODERATOR, GIVEN IN SHIRT OF TWOPHASIC MIXER

Евдокимов С.А., Земскова В.Т.

Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых Владимир, Россия

Ewdokimov S.A, Zemskova V.T.

Vladimir State University named after Alexander G. and Nicholas G. Stoletovs Vladimir, Russia

Содержание

управление регулятор статический фаза

Введение

1. Структурная схема АСР и математическое описание

2. Кривая разгона объекта управления

3. Параметры настройки П-регулятора обеспечивающие статическую ошибку 0,1

4. Определение показателей качества регулирования

5. Уравнения для расчета АЧХ и ФЧХ разомкнутой АСР

6. Определение запаса устойчивости по модулю и по фазе

Заключение

Список литературы

Введение

Задачами расчета автоматической системы регулирования (АСР) являются выбор структурной схемы АСР, регулятора по закону регулирования и расчет его оптимальных параметров настроек, обеспечивающих заданные значения показателей качества регулирования. Показатели качества регулирования определяются из графиков переходных процессов в замкнутой АСР и зависят от статических и динамических свойств системы в целом. В свою очередь, эти свойства зависят от свойств элементов, входящих в систему регулирования. [1]

Поскольку объект регулирования есть неизменная часть системы, а датчики и автоматические регулирующие органы являются достаточно жесткими конструкциями (статические и динамические характеристики их считают известными по номенклатурным справочникам заводов-изготовителей), то добиться нужных значений показателей качества регулирования можно соответствующим выбором автоматического регулятора. Отсюда следует, что расчет АСР включает в себя следующих задач:

изучение технологического процесса как объекта управления, т.е. определение параметров регулирования, управляющих воздействий, возмущающих воздействий и установление взаимосвязи между этими параметрами;

определение статических и динамических характеристик объекта управления;

выбор структурной схемы АСР (одноконтурная или многоконтурная);

выбор автоматического регулятора по закону регулирования, расчет параметров настроек регулятора, обеспечивающих необходимое качество регулирования.

1. Структурная схема АСР и математическое описание

Любая замкнутая АСР включает в себя следующие элементы:

автоматический регулятор. Включает в себя элемент сравнения и сам регулятор.

автоматически регулирующий орган. Включает в себя исполнительный механизм, который служит для изменения положения штока регулирующего органа. Регулирующий орган служит для непосредственного изменения теплового ил материального поступающего на объект.

датчик. Предназначен для измерения переменной, преобразований сигнала на элемент сравнения автоматического регулятора.

объект регулирования. [1]

В моем случае структурная схема будет выглядеть следующим образом:

Математическое описание эквивалентного объекта управления запишем в следующем виде:

2. Кривая разгона объекта управления

Разработаем S-диаграмму для расчета кривой разгона эквивалентного объекта управления (Рис.1).

Кривая разгона - кривая переходного процесса, по которой можно определить эффективные динамические характеристики объекта регулирования. [1]

Рис. 1

По полученному графику (Рис. 2) определим эффективные динамические характеристики объекта управления, а именно:

Размещено на http://www.allbest.ru/

- время, в течение которого выходной параметр достигнет максимальной скорости изменения.

- время, в течении которого выходной параметр достигнет установившегося значения, если бы изменение его во времени протекало с максимальной скоростью.

- время, в течение которого выходной параметр изменился на 95% от установившегося значения. [3]

Рис. 2

3. Найдем настройки П-регулятора обеспечивающие статическую ошибку 0,1

При

;

4. Определение показателей качества регулирования

По методу Такохаши рассчитываем коэффициент усиления регулятора Кр

Разработаем S - диаграмму для расчета переходного процесса в замкнутой АСР с П-регулятором (Рис. 3): 

Рис. 3

По полученному графику (Рис. 4) определим показатели качества регулирования, а именно:

Время регулирования

Размещено на http://www.allbest.ru/

- время, в течении которого, начиная с момента приложения воздействия на систему, отклонения значений регулируемой переменной от ее установившегося значения будет больше некоторого наперед заданного значения [1]:

Максимальное перерегулирование - называют отношение максимального отклонения регулируемой переменной относительно установившегося (или заданного) значение (или ) [1]:

Статической ошибкой регулирования называют разность между заданным и установившемся значениями регулируемой переменной [1] :

Степенью затухания

Размещено на http://www.allbest.ru/

называют отношение разности двух соседних амплитуд одного знака кривой переходного процесса к большей из них [1]:

Т.к. при значениях мы получаем неустойчивую АСР, следовательно для мы не сможем рассчитать показатели качества регулирования, поэтому определим их для

Рис.4

5. Уравнения для расчета АЧХ и ФЧХ разомкнутой АСР

Выведем уравнения для расчета АЧХ и ФЧХ разомкнутой АСР:

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) -- это зависимость изменения амплитуды выходного сигнала от частоты.

Фазо-частотная характеристика (ФЧХ) - это зависимость угла сдвига по фазе входного и выходного сигнала от частоты [1].

Разработаем S-диаграмму для расчета АЧХ и ФЧХ разомкнутой АСР (Рис. 5):

Рис. 5

Получим следующие графики АЧХ и ФЧХ (Рис. 6): 

Рис. 6

6. Определение запаса устойчивости по модулю и по фазе

По полученным данным построим годограф (Рис. 7):

АЧХ и ФЧХ могут быть объединены на комплексной плоскости в виде кривой, которую называют амплитудно-фазовой частотной характеристикой (АФЧХ) и которою описывают вектором и называется годограф. [1]

Рис. 7 

По годографу определим запасы устойчивости по модулю и по фазе:

Расстояние от точки пересечения АФЧХ разомкнутой АСР с отрицательной вещественной полуосью до точки с координатами (-1,i0) называют запасом устойчивости по модулю C. [1]

Угол

Размещено на http://www.allbest.ru/

, образованный вещественной отрицательной полуосью Re и лучом, проведенным из начала координат через точку пересечения АФЧХ разомкнутой АСР с окружностью единичного радиуса, имеющий центр в начале координат, называется запасом устойчивости по фазе. [1]

Заключение

В результате проделанной работы был произведен расчет АСР расхода теплоносителя, подаваемого в рубашку двухстадийного смесителя.

Была построена кривая разгона и определены динамические характеристики объекта регулирования

Определили параметры настройки П-регулятора, обеспечивающие устойчивый переходный процесс и получили Кр = 2,6.

Изучили переходный процесс в замкнутой АСР и определили показатели качества

Вывели уравнения для расчета АЧХ И ФЧХ разомкнутой АСР.

Определили запасы устойчивости по модулю и по фазу

Список литератур

1. Барабанов Н.Н., Земскова В.Т. Расчет одноконтурных и многоконтурных автоматических систем регулирования на ЭВМ: Учеб. пособие / Владим. гос. ун-т. Владимир, 2002. 52 с.

2. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию по дисциплине «Системы управления технологическими процессами». Ч.1 / Сост. Н.Н. Барабанов, В.Т. Земскова; Владим. гос. ун-т. Владимир, 1999. 24 с.

3. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию по дисциплине «Системы управления технологическими процессами». Ч.2 /

4. Сост. Н.Н. Барабанов, В.Т. Земскова; Владим. гос. ун-т. Владимир, 1999. 24 с.

Размещено на Allbest.ru