Автоматизація водогрійного котла
5.3 Дослідження перехідних процесів в САР при оптимальних параметрах настроювання ПІ-регулятора
Моделювання автоматичної системи регулювання розрідження газу перед циклонами здійснюється за допомогою ЕОМ, застосовуючи метод структурного моделювання. Моделювання CAP проводиться з допомогою програмного пакету Matlab. Синтез системи регулювання здійснюється шляхом використання типових структурних ланок.
Функція передачі обєкту регулювання:
Функція передачі за збуренням:
Функція передачі ПІ-регулятора:
Змоделюємо структурну схему процесу регулювання в Simulink при знайдених оптимальних параметрах:
Рис. 5.3.1 Структурна схема моделювання САР, реалізована в середовищі SIMULINK
Рис. 5.3.2 Графік перехідного процесу САР із оптимальними параметрами ПІ-регулятора при зміні регулюючої дії на 20% положення РО.
Максимальне динамічне відхилення А1=5.7оС задовольняється
Час регулювання tp=29хв. з заздалегідь встановленою похибкою Д=±2оС задовольняється
Час першого узгодження перехідного процесу tпс=29 хв.
Час досягнення першого максимуму tmax=18 хв.
Отже, вимоги до якості процесу регулювання виконуються.
Рис. 5.3.3 Графік перехідного процесу САР при оптимальних параметрах ПІ-регулятора при збуренні на 10 %.
Максимальне динамічне відхилення А1=2.2оС задовольняється (А1задане=10 оС).
Час регулювання tp=24хв із заздалегідь встановленою похибкою Д=±2оС задовольняється
Час першого узгодження перехідного процесу tпс=24 хв.
Час досягнення першого максимуму tmax=19 хв.
Отже, вимоги до якості процесу регулювання виконуються.
Рис. 5.3.4 Графік перехідного процесу САР при оптимальних параметрах ПІ-регулятора при зміні завдання регулятора на 5 оС.
Максимальне динамічне відхилення А1=-1.1оС задовольняється (А1задане=10оС).
Перерегулювання регульованої величини ц=0.2/1,1*100=18 %.
Ступінь згасання ш= (1.1-0.2) / 1.1=0.18.
Час першого узгодження перехідного процесу tпс=24 хв.
Час досягнення першого максимуму tmax=21 хв.
Отже, вимоги до якості процесу регулювання виконуються.
Висновки
Маючи експериментальну криву розгону і вимоги до якості процесу регулювання було:
визначено функцію передачі обєкта регулювання:
побудовано знайдену розраховану криву розгону, порівнявши її значення із значеннями експериментальної кривої розгону і отримавши похибку 3.1914%.
вибрано одноконтурну схему системи автоматичного регулювання і розраховано для неї параметри настроювання ПІ-регулятора.
Функція передачі ПІ-регулятора
Дослідивши перехідний процес САР із оптимальними параметрами ПІ-регулятора при регулюючій дії 70% зміні положенню РО, висновок такий, що ПІ-регулятор може забезпечити якісний процес регулювання з такими показниками якості:
Максимальне динамічне відхилення А1=6.1оС задовольняється (А1задане=10оС).
Час регулювання tp=29хв з заздалегідь встановленою похибкою Д=±2 оС задовольняється (tрзадане=30хв).