Определение оптимальных параметров настройки CAP давления

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Определение оптимальных параметров настройки CAP давления

05.12.2019

Основой для выбора автоматических регуляторов служат свойства объекта регулирования. Однако задача выбора регулятора имеет множественное решение, так как для одного и того же объекта могут быть пригодны различные тины регуляторов. Условиями, ограничивающими решение этой задачи, являются требования к устойчивости CAP и качеству процесса регулирования.

В инженерной практике выбора необходимого вида регулирующих устройств и определения оптимальных параметров его настройки используют различные методы. Рассмотрим применение одного из них на примере расчета оптимальных параметров настройки CAP давления в руднотермической печи.

Исходя из динамических характеристик объекта, полученных на основе кривой разгона по каналу «перемещение регулирующей заслонки — давление в печи (рис. 24), в соответствии с данными работы для рассматриваемой CAP выбран регулятор непрерывного действия в ПИ-режиме, удовлетворяющий технологическим требованиям точности поддержания параметра на заданном уровне.

Понятие оптимальной настройки CAP может измениться в зависимости от характера рассматриваемой задачи регулирования. В работе за оптимальную принимают такую настройку системы автоматического регулирования, которой при заданном значении степени колебательности процессов регулирования соответствует минимум интеграла (II.28).

Расчет оптимальных настроек регулятора давления осуществляем на степень затухании w = 0.75, которая дает достаточно интенсивное затухание переходных процессов и небольшие отклонения регулируемой величины. При расчете настроечных параметров на заданную степень затухания необходимо располагать расширенными амплитудно-фазовыми характеристиками W(m, jw) объекта и регулятора.

По передаточной функции объекта (III.15) заменой р на (j—m)w находим расширенную АФХ:
Определение оптимальных параметров настройки CAP давления

Подставляя значение степени колебательности системы m = 0,221, соответствующее степени затухания w = 1 - -е-2пm = 0,75, получаем

После соответствующих преобразований получаем следующие выражения расширенных амплитудно-частотной, фазо-частотной и амплитудно-фазовой характеристик объекта:

При расчете настроек регулятора исходят из условия нахождения замкнутой системы на границе заданной степени колебательности

где W(m, jw)р — расширенная АФХ регулятора.

Из условия (IX.8) вытекают следующие выражения:

Здесь А(m, jw)p, ф(m, jw)p — расширенные амплитудно- и фазочастотные характеристики регулятора.

Амплитудно-фазовые характеристики ПИ-регулятора, выраженные в зависимости от степени затухания, частоты и параметров настройки S0 и S1, записывают в виде


Подставляя в уравнения (IX.9) и (IX.10) выражения амплитудно- и фазо-частотных характеристик объекта (IX.5), (IX.6) и регулятора (IX.12), (IX.13) и решая систему с двумя неизвестными, в качестве которых выбираем настроечные параметры S0и S1, получаем

После подстановки в уравнения (IX.15), (IX.I6) степени колебательности m = 0,221 выражения варьируемых параметров настройки ПИ-регулятора принимают вид:

Для рабочего диапазона частот 0,05 < w <0,23 были рассчитаны значения S0 и S1 и построена зависимость S0 = f(S1) (рис. 69). Данная кривая является линией равной степени затухания w = 0,75 = const процесса регулирования.

Однако качество переходных процессов при заданной степени затухания изменяется в зависимости от выбранных значений S0 и S1. Крайняя точка в левой части кривой (S1 = 0. S0 больше 0) соответствует интегральному закону регулирования без пропорциональной части, которому отвечают переходные процессы с достаточно большими динамическими ошибками системы. Движение по кривой в сторону увеличения частот приводит к уменьшению амплитуды колебаний регулируемой величины и площади переходного процесса. Затем но мере приближения к оси абсцисс в результате «затягивания» переходного процесса величина интегральных критериев увеличивается. При S0 = 0 (пропорциональный регулятор) имеем наименьшие отклонения регулируемой величины и наличие остаточной неравномерности. Нa линии ранного затухании имеется небольшой участок кривой, которому соответствуют параметры настройки, обеспечивающие процессы регулирования с наименьшими динамическими отклонениями и минимальными значениями площади регулирования. Согласно оптимальные значения параметров настройки лежат несколько правее максимума кривой заданного затухании.

По рис. 69 определяем:

Оптимальные настроечные параметры CAP давления: b = 0,123% хода рег. органа мм вод. ст., Tн = 15 сек.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: