Типовые элементы и устройств систем автоматизации Определение закона регулирования и оптимальных настроечных параметров

1. Экзаменационная работа Типовые элементы и устройств систем автоматизации Определение закона регулирования и оптимальных

настроечных параметров для
нейтрального объекта с запаздыванием
Специальность 15.02.14 Оснащение
средствами автоматизации
технологических процессов и производств
(по отраслям)
Группа ОСА-02
Разработал: Марчук А.С.

2. Содержание

• ВВЕДЕНИЕ
• 1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О РЕГУЛЯТОРАХ
• 1.1 Общая характеристика регуляторов
• 1.2 Настроечные параметры регуляторов.
Содержание
• 1.3 Структурные схемы регуляторов
• 2 ВЫБОР ТИПА РЕГУЛЯТОРА СОГЛАСНО
ИНДИВИДУАЛЬНОМУ ЗАДАНИЮ
• 2.1 Индивидуальное задание для
варианта №27
• 2.2 Определение закона регулирования и
расчет настроечных параметров
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ
ИСТОЧНИКОВ

3. ВВЕДЕНИЕ

• В связи с развитием техники и технологических процессов,
появилась необходимость в качественном автоматическом
управлении процессами. Автоматические регуляторы с
различными законами регулирования помогают выполнить
необходимые задачи, связанные с управлением процессом.
• Автоматическое управление - совокупность действий,
направленных на поддержание или улучшение
функционирования объекта управления в соответствии с
заданной целью управления. Автоматическое регулирование
широко применяется во многих технических системах для
выполнения операций, не осуществимых человеком. Техника
регулирования является важнейшей областью традиционной
техники управления и автоматизации. Таким образом,

4. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О РЕГУЛЯТОРАХ

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О РЕГУЛЯТОРАХ
• Регулятор — устройство, которое следит за
состоянием объекта управления и вырабатывает
для него управляющие сигналы по своему закону
регулирования.
• Закон регулирования – математическая
зависимость, по которой управляющее устройство
воздействовало бы на объект, если бы оно было
безынерционным. Законы получили название
типовых и реализуются с помощью регуляторов.

5. По виду закона управления различают:

• - П-регуляторы;
• - И-регуляторы;
• - ПИ-регуляторы;
• - ПИД-регуляторы;
• - ПД-регуляторы.

6. ВЫБОР ТИПА РЕГУЛЯТОРА СОГЛАСНО ИНДИВИДУАЛЬНОМУ ЗАДАНИЮ

• Цель работы: необходимо определить
оптимальные настроичные параметры
регулятора и выбрать его тип для
следующих условий:
• Объект: нейтральный, 1-го порядка, с
запаздыванием;
• Параметры объекта:
• - Время разгона, = 58 секунд;
ВЫБОР
ТИПА РЕГУЛЯТОРА
СОГЛАСНО
ИНДИВИДУАЛЬНОМУ
ЗАДАНИЮ
• - Время запаздывания = 30 секунд.
• Система должна обеспечить переходной
процесс с минимальной квадратичной
площадью отклонения. Параметры
качества переходного процесса не
должны превышать следующих
допустимых значений:
• - Динамическая ошибка регулирования =
0,19;
• - Статическяа ошибка регулирования =
0,11;
• - Время регулирования = 450 секунд;
• - Регулирующее воздействие,

7. Определение закона регулирования и расчет настроечных параметров

• Определяем по графику
динамический коэффициент
регулирования для нейтрального объекта.
• Для работы с графиком необходимо найти отношение
времени запаздывания к времени разгона:

8.

• Динамический коэффициент регулирования по графикам
составил:
• - для ПИ-регулятора = 0,7;
• - для ПИД-регулятора = 0,5.
• Максимальное динамическое отклонение регулируемой
величины:
• - для ПИ-регулятора 0.,077
• - для ПИД-регулятора 0,055
• При выборе закона регулирования, должно соблюдаться
следующее условие:
• Оба регулятора выполняют это условие, следовательно,
переходим к определению времени регулирования для ПИрегулятора.

9.

• По графику находим числовое выражение отношения
времени регулирования к времени запаздывания
• Для ПИ-регулятора
• Для того чтобы определится с законом регулирования, время
регулирования должно удовлетворять условие
• Для нейтрального объекта с заданными параметрами закон
ПИ-регулирования не подходит, т.к. условие не было
удовлетворено.

10.

• Найдем время регулирования для ПИД-регулятора:
• ПИД-регулятор может осуществлять регулирование, т.к.
• Теперь можно перейти к определению настроечных параметров
ПИД-регулятора.
• Это можно сделать несколькими способами:
• - Организованный поиск;
• - Расчетный метод;
• -Формулы или графические зависимости.
• Пользуемся последним из-за его простоты, т.к. предыдущие два
являются сложными для реализации.

11.

• Настройки регулятора определяются по графику.
• Настроечные параметры ПИД-регулятора:
• Коэффициент пропорциональности Кр = 2,8.
• - Время интегрирования
• - Время дифференцирования

12. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

• В процессе работы необходимо было определить
закон регулирования для нейтрального объекта по
следующим условиям:
• - Время разгона = 58 секунд;
• - Время запаздывания = 30 секунд.
• Также было важно, чтобы система обеспечивала
переходной процесс с минимальной квадратичной
площадью отклонения. Параметры качества
переходного процесса не должны превышать
следующих допустимых значений:
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• - Динамическая ошибка регулирования = 0,19;
• - Статическая ошибка регулирования = 0,11;
• - Время регулирования = 450 секунд;
• - Регулирующее воздействие, соответствующее
максимальному изменению возмущения - = 0,11.
• После произведенных расчетов можно сделать
вывод, что для нейтрального объекта с заданными
параметрами подходит регулятор с ПИД-законом
регулирования. Коэффициент
пропорциональности этого регулятора равен 2,8.
Время интегрирования 51 секунда. Время
дифференцирования 15 секунд.