| Главная » Файлы » Контрольные работы » Контрольные работы |
Аналітичні методи розрахунку параметрів настройки регулятора
| [ Скачать с сервера (1.08 Mb) ] | 22.01.2018, 23:50 |
| Аналітичні методи розрахунку параметрів настройки регулятора. 2. Типові схеми регулювання рівня рідини. Задача. Визначити передатну функцію компенсатора комбінованої АСР для теплообмінника змішування, рівняння якого: 70 [ d(Δt)/dt] + Δt = 0,6 ΔtГ + 0,9 ΔtХ + 0,5 ΔQГ − 0,3 ΔQX де Δt, ΔtГ, ΔtХ – зміни температур відповідно рідини всередині теплообмінника, а також гарячої і холодної рідини, що надходить у теплообмінник,°С; ΔQГ, ΔQX – зміни витрат відповідно гарячої і холодної рідини, м3/год; при під’єднуванні компенсатора на вхід ПІ-регулятора температури з параметрами настроювання kп = 1,3 і Ті = 70 с. Встановити, що необхідно змінити в компенсаторі для виконання умови часткової інваріантності при зміні настройок регулятора: kп = 1,9 і Ті = 90 с, а також при заміні регулятора на пропорційний. Скласти структурну схему комбінованої АСР для обох варіантів під’єднання компенсатора. Діапазони зміни вхідних змінних: Δtг max = Δtх max = ± 3 °С; ΔQг max = ΔQх max = ± 8 м3/год. 1. Аналітичні методи розрахунку параметрів настройки регулятора. Опти-мізація в інженерній практиці проводиться як аналітичними, так і експери-ментальними методами. Серед яких доволі поширеним є метод Циглера – Ніко-льса, призначений для визначення настройок регуляторів, що забезпечують мінімум інтегрального квадратичного критерію при ступені згасання не нижче 0,8. Відповідно до цього методу розрахунок настройок виконують у два етапи: 1) розраховують критичну настройку АСР з П-регулятором, за якою система перебуватиме на межі стійкості; 2) визначають за значеннями критичного коефіцієнта передачі регулятора КР.КР і частоти власних коливань КР оптимальні настройки регулятора. Існує також група експериментальних методів, які базуються на засто-суванні наближеної моделі об’єкта чи системи, отриманої з використанням не-великої кількості типових елементарних ланок. Послідовність настроювання за цими методами при використанні моделі об’єкта така: 1) вибирають критерій оптимальності перехідного процесу (КОПП) АСР; 2) визначають динамічні параметри об’єкта (ДПО) з використанням, як правило, експериментальних методів з аперіодичними, періодичними або випа-дковими вхідними діями; 3) з допомогою номограм або спрощених формул для обраного КОПП та визначених ДПО розраховують оптимальні параметри настроювання регуля-тора; 4) реалізують розраховані настройки на регуляторах контролерів програм-ним шляхом; для подолання розбіжності між якісними показниками перехід-ного процесу і КОПП, що виникають у результаті прийнятих спрощень, настро-йки регулятора уточнюють під час спробної експлуатації АСР. А при використанні моделі системи (1 п. такий же): 2) замкнену чи розімкнену АСР досліджують з періодичними, аперіодич-них чи випадковими збуреннями; 3) далі при застосуванні ітераційного пошукового алгоритму покроково змінюють параметри настройки регулятора (ПНР) до досягнення екстремаль-ного значення КОПП. 2. Типові схеми регулювання рівня рідини. Автоматизація об'єктів з гідромеханічними процесами. До таких об'є-ктів відносяться трубопроводи з насосами чи компресорами (транспортування рідини чи газів); відстійники, центрифуги, фільтри (розділення рідинних не-однорідних систем); мішалки, барботери (перемішування рідини); колетори, місткості (накопичення та зберігання рідин та газів). Як і у попередньому випадку більшість цих машин та апаратів віднося-ться до об'єктів неперервної дії. Виняток складають деякі апарати та машини для розділення неоднорідних рідинних систем. Основною величиною, що ха-рактеризує якість розділення таких систем на фракції, є мутність або склад од-нієї із фракцій. Відсутність приладів для виміру таких величин веде до вико-ристання незамкнених систем програмного управління або до регулювання за непрямими показниками. Задачею регулювання роботи насосів та компресорів, найчастіше є стабі-лізація їх продуктивності, тобто витрати відповідних речовин, що подаються ними на виробництво, а при необхідності зміни витрати стабілізується тиск у виходній магістралі цього обладненняня. В апаратах для перемішування рідин і накопичення рідин та газів, як правило, стабілізується рівень рідини або тіск газу, але в мішалках та барботерах можлива також стабілізація витрати або ко-нцентрації. Зупинимось більш докладно на автоматизації т р а н с п о р т у в а н н я р і д и н и – задачі, яка виникає в більшості харчових виробництв, де викори-стовують рідинні технологічні потоки. Однією з основних вимог до таких тех-нологічних потоків є узгодження за продуктивністю суміжних дільниць виро-бництва і таким чином усунення або суттєве зменшення збурень за наван-таженням, що є основними для більшості ТОУ. Для задоволення цієї вимоги в найпростішому випадку використовують системи автоматизації виробничого потоку (АВП) або системи продольної стабілізації потоку. Технологічне забезпечення такої системи пов'язане з наявністю каскада бу-ферних збірників, які розташовують на вході та виході кожної технологічної дільниці. За рахунок запасів або вільних просторів цих збірників демпфіру-ється коливання технологічного потоку. Так наприклад, якщо надходження рідини в один із збірників ступенево зменшилось, то за рахунок запасів, аку-мульованих в збірнику, зміна витоку рідини з нього буде розтягнута у часі і збурення на слідуючу за потоком дільницю буде менш важким. Система АВП створюється як система стабілізації витрати чи як система усереднюючого регулювання рівня (УРР) в каскаді збірників. Системи ста-білізації витрати сприяють повній локалізації збурень потоку в межах окремої технологічної дільниці. Однак їх складність і відносно велика вартість із-за необхідності вимірювати витрату, як правило, неоднорідного середовища та мати захист від аварійної ситуації переповнення або випорожнення збірників, обмежують можливості застосування таких систем. Більш поширеними є сис-теми УРР. Усереднююче регулювання рівня відрізняється від точного тим, що ста-тична похибка першого значно більша і повинна дорівнювати можливій зміні рівня за висотою буферного збірника, тому при усереднюючому регулюванні рівня фактично регулюється витрата. Точне же регулювання рівня застосо-вують в апаратах, які повинні працювати при стабільних значеннях рівня ріди-ни в них. Побудова систем УРР залежить, насамперед, від того чи має каскад бу-ферних збірників детектуючі властивості в поширенні збурень, тобто коли збу-рення поширюються тільки за ходом технологічного процесу. В цьому випа-дку система УРР складається з П-регуляторів рівня буферних збірників, які діють на виток рідини із збірника. Значення коефіцієнта передачі П-регуля-тора вибирають таким, щоб збірник був повним при максимальній витраті і майже порожнім при – мінімальнтй. | |
| Просмотров: 667 | Загрузок: 20 | Рейтинг: 0.0/0 | |
| Всего комментариев: 0 | |