Для каждого вида анализа применяем однофакторный эксперимент, задавая два дополнительных значения настройки регулятора, Кр = Кр0 + ΔКр, при значении Кр0 = 0.85 655 соответствующее 20%-ное изменение ΔКр составит 0.17 131, соответственно, для эксперимента принимаем значения Кр (-20) = 0.68 524 и Кр (+20) = 1.2 786, значение Ти0 = 71.22 581, соответственно, ΔТи = 14.24 616, Ти (-20) = 57.97 965, Ти (+20) = 86.
47 197.
АФЧХ для разомкнутой САР при изменении Кр
Пересечение графиками АФЧХ всех трех характеристик оси не охватывают точку (-1;j0).
АФЧХ для разомкнутой САР при изменении Ти.
Пересечение графиками АФЧХ всех трех характеристик оси не охватывают точку (-1;j0).
ПХ замкнутой САР по управлению при изменении Кр
Параметры характеристик:
для Кр (0) — tp = 200, σ = 0.05, η = 116%;
для Кр (0.8) — tp = 210, σ = 0.5, η = 107%;
для Кр (1.2) — tp = 280, σ = 0.05, η = 128%;
ПХ замкнутой САР по управлению при изменении Ти.
Параметры характеристик:
для Кр (0) — tp = 290, σ = 0.05, η = 121%;
для Кр (0.8) — tp = 290, σ = 0.05, η = 129%;
для Кр (1.2) — tp = 290, σ = 0.05, η = 118%;
ПХ замкнутой САР по возмущению при изменении Кр
Параметры характеристик:
для Кр (0) — tp = 450, σ = 0.0001, η = 95%;
для Кр (0.8) — tp = 450, σ = 0.0001, η = 100%;
для Кр (1.2) — tp = 450, σ = 0.0001, η = 90%;
ПХ замкнутой САР по возмущению при изменении Ти.
Параметры характеристик:
для Кр (0) — tp = 370, σ = 0.0001, η = 10%;
для Кр (0.8) — tp = 340, σ = 0.0001, η = 100%;
для Кр (1.2) — tp = 490, σ = 0.0001, η = 100%;
Производим анализ ПИД-регулятора:
— разомкнутой САР в частотной области;
— замкнутой САР по управлению во временной области;
— замкнутой САР по возмущению во временной области.
Для каждого вида анализа применяем однофакторный эксперимент, задавая два дополнительных значения настройки регулятора, Кр = Кр0 + ΔКр, при значении Кр0 = 1.14 207 соответствующее 20%-ное изменение ΔКр составит 0.22 841, соответственно, для эксперимента принимаем значения Кр (-20) = 0.91 466 и Кр (+20) = 1.37 048, значение Ти0 = 42.53 764, соответственно, ΔТи = 8.50 753, Ти (-20) = 34.3 011, Ти (+20) = 51.4 517, значение Тд0 = 10.68 545, соответственно, ΔТд = 2.13 709, Тд (-20) = 8.54 836 и Тд (+20) = 12.
82 254.
АФЧХ для разомкнутой САР при изменении Кр
Пересечение графиками АФЧХ всех трех характеристик оси не охватывают точку (-1;j0).
АФЧХ для разомкнутой САР при изменении Ти.
Пересечение графиками АФЧХ всех трех характеристик оси не охватывают точку (-1;j0).
АФЧХ для разомкнутой САР при изменении Тд.
Пересечение графиками АФЧХ всех трех характеристик оси не охватывают точку (-1;j0).
ПХ замкнутой САР по управлению при изменении Кр
Параметры характеристик:
для Кр (0) — tp = 270, σ = 0.05, η = 139%;
для Кр (0.8) — tp = 160, σ = 0.05, η = 118%;
для Кр (1.2) — tp = 450, σ = 0.05, η = 152%;
ПХ замкнутой САР по управлению при изменении Ти.
Параметры характеристик:
для Кр (0) — tp = 200, σ = 0.05, η = 141%;
для Кр (0.8) — tp = 200, σ = 0.05, η = 149%;
для Кр (1.2) — tp = 200, σ = 0.05, η = 135%;
ПХ замкнутой САР по управлению при изменении Тд.
Параметры характеристик:
для Кр (0) — tp = 210, σ = 0.05, η = 117%;
для Кр (0.8) — tp = 140, σ = 0.05, η = 128%;
для Кр (1.2) — tp = 300, σ = 0.05, η = 146%;
ПХ замкнутой САР по возмущению при изменении Кр
Параметры характеристик:
для Кр (0) — tp = 250, σ = 0.0001, η = 79%;
для Кр (0.8) — tp = 250, σ = 0.0001, η = 83%;
для Кр (1.2) — tp = 400, σ = 0.0001, η = 80%;
ПХ замкнутой САР по возмущению при изменении Ти.
Параметры характеристик:
для Кр (0) — tp = 250, σ = 0.0001, η = 80%;
для Кр (0.8) — tp = 250, σ = 0.0001, η = 80%;
для Кр (1.2) — tp = 250, σ = 0.0001, η = 80%;
ПХ замкнутой САР по возмущению при изменении Тд.
Параметры характеристик:
для Кр (0) — tp = 250, σ = 0.0001, η = 81%;
для Кр (0.8) — tp = 190, σ = 0.0001, η = 79%;
для Кр (1.2) — tp = 330, σ = 0.0001, η = 78%;
Заключение
.
В рамках курсовой работы, посвященной разработке системы автоматического регулирования температуры в горне, были выполнены следующие этапыаппроксимация статической характеристики объекта управления методом наименьших квадратов, оптимизация процесса посредством синтеза контура управления и разработки системы экстремального регулирования шагового типа, произведены расчеты переходного процесса, контрольный расчет начального участка переходного процесса, реализована программа расчета переходного процесса системы экстремального регулирования шагового типа, приведена блок-схема работы программы, выполнено исследование влияния динамических параметров настройки контура на показатели качества переходных процессов, а также рассмотрен переходный процесс в САР при наличии сложного дрейфа статической характеристики. Проведенные в рамках выполнения различных этапов работы проверочные расчеты показали корректность принятых технических решений.
По результатам компьютерного моделирования можно сформулировать следующие выводы:
— для П-регулятора увеличение Кр влечет за собой увеличение амплитуды в начале переходного процесса по управлению (время регулирования не меняется) и уменьшение амплитуды с одновременным увеличением количества периодов колебаний переходного процесса по возмущению (увеличение времени регулирования);
— для ПИ-регулятора при переходном процессе по управлению повышение Кр влечет увеличение амплитуды колебаний в начале переходного процесса, увеличивает количество периодов колебаний и, как следствие, увеличивает время регулирования, а уменьшение Кр влечет за собой только незначительное снижение амплитуды начальной фазы колебаний (уменьшение коэффициент перерегулирования). Увеличение Ти снижает амплитуду колебаний в начале переходного процесса. При анализе переходного процесса по возмущению, увеличение Кр влечет за собой повышение коэффициента перерегулирования, снижение Кр влечет сглаживание колебаний после первого полупериода. Увеличение Ти сглаживает колебания по огибающей, уменьшение Ти увеличивает амплитуду колебаний. При анализе ПХ по возмущению изменения обеих варьируемых величин не влияют на значение времени регулирования;
— для ПИД-регулятора при переходном процессе по управлению увеличение Кр влечет за собой увеличение амплитуды колебаний, увеличение количества периодов, и следовательно, времени регулирования, а уменьшение Кр снижает амплитуду, увеличивает количество периодов колебаний при неизменном времени регулирования. Изменения Ти не оказывают существенного влияния на параметры переходного процесса, при увеличении Ти незначительно увеличивается амплитуда колебаний. Изменения Тд влияют аналогично изменениям Ти, при том, что снижение Тд незначительно сглаживает колебания к огибающей после первого полупериода переходного процесса. При анализе переходного процесса по возмущению было выявлено, что увеличение Кр влечет за собой увеличение амплитуды колебаний после первого полупериода и увеличивает время регулирования, снижение же Кр влечет за собой некоторое сглаживание остаточных колебаний к огибающей. Изменения Ти и Тд не оказывают существенного влияния на параметры переходного процесса, их действие аналогично Кр, только в значительно меньших пропорциях.
Список использованных источников
.
Белов А. В. Конструирование устройств на микроконтроллерах. СПб., Наука и Техника, 2005.
Бойко В.И., Смоляк В. А. Автоматизированные системы управления технологическими процессами в черной металлургии. Днепродзержинск, 1999.
Браммер Ю.А., Пащук И. Н. Цифровые устройства. М., Высшая школа, 2004.
Воронов А. А. Теория автоматического управления. М., Высш. шк., 2004.
Драбкина Е. В. Автоматизация тепловых процессов. М, МИИТ, 2001.
Еременко Ю.И. и др. Повышение эффективности АСУ горно-металлургического производства на основе интеллектуализации управления. Старый Оскол, 2005.
Ивановский Р. И. Построение математического описания данных наблюдений в системе MathCad Pro. Методические указания. СПб, изд-во СПБГПУ, 2010.
Келим Ю. М. Типовые элементы систем автоматического управления. М., ИнфраМ, 2002.
Кукуй Д.М., Одиночко В. Ф. Автоматизация литейного производства. Минск, Новое знание, 2008.
Кулаков С.М., Трофимов В. Б. Разработка интеллектуальной системы автоматического управления тепловым режимом воздухонагревателей. Новосибирск, изд-во НГТУ, 2008.
Коротич В.И., Фролов Ю. А., Бездежский Г. Н. Агломерация рудных материалов. Изд-во «УГТУ-УПИ», 2003.
Осипова В.А. и др. Автоматизация металлургических производств. Красноярск, изд-во СФУ, 2008.
Парсункин Б.Н., Андреев С. М. Оптимизация управления технологическими процессами в металлургии. Магнитогорск, МГТУ им. Г. И. Носова, 2006.
Пырков В. В. Гидравлическое регулирование систем отопления и охлаждения. М., Техносфера, 2005.
Пухальский Г. И., Новосельцева Т. Я. Проектирование дискретных устройств на ИМС. М., Радио и связь, 2002.
Текиев В.М. и др. Принципы и схемы автоматизации печей цветной металлургии. Владикавказ, изд-во СКГМИ (ГТИ), 2009.
W.
з.
j.
.
.
.
b.
j.
.
.
.
b.
.
.
.
a.
j.
.
.
.
.
.
a.
S.
.
j.
.
.
.
.
a.
.
.
.
