Исследование автоматической системы регулирования теплового объекта

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный нефтяной технический университет Отчет о лабораторной работе № 1

«Исследование АСР теплового объекта»

по курсу

«Теория автоматического управления»

Выполниил: ст.гр.АГ-10−01 Касимов А.С.

Бекмурзин М.К.

Проверил: ассистент Таушева Е.В.

Уфа 2012

1. Цель работы: Исследование основных принципов и свойств простейшей АСР.

2. Схема и описание установки функциональная схема АСР Исследуемая АСР состоит из объекта регулирования, датчика температуры (термопары), цифрового регулятора и исполнительного устройства (усилителя мощности).

Объект управления — проточная емкость для нагрева воды.

Регулируемая величина (у) — температура выходящей воды. Ею можно управлять, изменяя сигнал на усилитель мощности электронагревателя — это управляющее воздействие (u). Равномерность нагрева воды обеспечивает мешалка.

Возмущающими воздействиями (f) являются: температура входящей воды, окружающая температура и др.

Значение регулируемой величины показывает и регистрируется в тренажере в окне трендов (графиков).

3. Описание регулятора работа в ручном режиме В данной АСР используется цифровой регулятор. Он может работать в 2-х режимах: ручном и автоматическом. Переключение осуществляется кнопкой «руч/авт». На ней же отображается текущий режим: если цвет надписи красный — регулятор в ручном режиме, если зеленый — в автоматическом. С помощью регулятора в АСР может быть реализован один из 4-х, так называемых, типовых законов регулирования: П, ПИ, ПД, ПИД. Передаточная функция регулятора:

где Кр, Кi, Кd — настройки регулятора, соответственно пропорциональный, интегральный и дифференциальный коэффициенты.

Например, при реализации ПИ регулятора, Кd = 0 (Д-составляющая), Кр, Кi, — ненулевые значения (П и И-составляющие).

Когда регулятор работает в ручном режиме, обратная связь отсутствует и оператор может непосредственно изменять сигнал на исполнительное устройство. В автоматическом режиме обратная связь включена и сигнал на клапан определяется регулятором в зависимости от ошибки регулирования е (е = х — у).

4. Результаты эксперимента Ручной режим.

Цель работы — в ручном режиме вывести объект на статический режим с температурой Т = Тзад. с точностью +5 0С.

1. Тзад. = 45 0С

2. Изменяя значение мощности (u,%) и следя за изменениями регулируемой величины (температуры, 0С), устанавливаем заданное значение температуры.

3. Записываем полученные данные в таблицу

4. График, полученный в результате работы:

Автоматический режим.

Опыт 1:

Опыт 2:

Опыт 3:

Опыт 4:

П-закон: Kd = 0; Ki = 0; Kp = 0; Т = 75 0С Пи-закон: Kd = 0; Ki = 1,20; Kp = 10.00 Т = 50 0С Расчет настроек по методу Циглера-Никольса Ккр = 20.00; Ткр = 8 с

П ПИ ПИД автоматический система регулирование термопара Вывод: Мы исследовали простейшую автоматическую систему регулирования, посмотрели как влияют на нее различные возмущающие и управляющие воздействия. Пытались управлять печью вручную и автоматически — результаты показали на трендах. Нарисовали графики переходных процессов и установили, что лучшим регулятором является ПИД-регулятор.