Синтез автоматической системы стабилизации давления в теплообменнике охлаждения пирогаза
6. Модель системы управления в среде MATLAB
Синтезированная САР с непрерывным и цифровым регуляторами была смоделирована в среде MATLAB (пакет Simulink). Модель системы управления для непрерывного объекта управления (; ) и дискретного объекта управления (; ) представлена на рис. 9:
Рис. 9. Система САР с непрерывным и цифровым регулятором в среде Matlab (Simulink)
Описание модели Simulink:
Transfer Function - передаточная функция объекта регулирования без запаздывания:
Transport Delay - звено транспортного запаздывания )
Gain - усилительные звенья в пропорциональной и интегрирующей частях непрерывного и дискретного регуляторов (значения коэффициентов усиления равны соответственно Kп и Kп/Tи).
Integrator - интегратор непрерывный.
Discrete-Time Integrator - интегратор дискретного времени ().
Zero Order Hold (ZOH) - фиксатор нулевого порядка ().
Constant - константа, значение которой равно , [ф]=сек и константа
Step (Zadanie) - ступенчатая функция, определяющая величину задающего воздействия ().
Step (Vozm) - ступенчатая функция, определяющая величину сигнала внутреннего возмущения().
Saturate - нелинейный элемент-ограничитель (upper limit=-57, lower limit=43).
Sum - сумматор.
Mux - мультиплексор.
Scope - осциллоскоп, который предназначен для отображения зависимости регулируемой величины и сигнала с регулятора от времени.
Графики работы системы при отработке задания и внутреннего возмущения представлены в приложении:
· Выход с ПИ - регулятора при отработке задания - Рис.10
· Выход системы при отработке задания - Рис.11
· Выход с ПИ - регулятора при отработке внутреннего возмущения - Рис. 12
· Выход системы при отработке внутреннего возмущения - Рис. 13
Параметры, характеризующие качество работы моделированной САР с непрерывным и цифровым регулятором при отработке задания и внутреннего возмущения, приведены в Таблице 9.
"right">Таблица 9Параметры качества работы системы
Параметр |
При отработке задания |
При отработке внутреннего возмущения |
|||
Непрерывный регулятор |
Цифровой регулятор |
Непрерывный регулятор |
Цифровой регулятор |
||
Максимальный выброс регулируемой величины |
12.05 |
12.41 |
11.88 |
14.64 |
|
Степень затухания |
88.00 |
87.77 |
91.25 |
89.34 |
|
Время регулирования |
38.7 |
51.3 |
39.2 |
51 |
Степень затухания:
,
где А1 и А2 - первая и вторая амплитуды на графике.
Максимальный выброс регулируемой величины: