Расчет параметров настройки регулятора

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