работа по дисциплине: «Автоматизация технологических процессов» на тему: «Автоматизация методической печи. Разработка автоматической системы регулирования соотношения топливо-воздух сварочной зоны» (стр. 2 из 4)

. (2.2)

Вид аппроксимирующей характеристики приведен на рисунке 2.1. [1].

1 — исходная переходная характеристика;

2 — аппроксимирующая переходная характеристика.

Рисунок 2.1 — Переходные характеристики объекта регулирования

Аппроксимирующая характеристика удовлетворяет изложенным выше критериям. Следовательно, точность аппроксимации удовлетворительна и передаточная функция (2.2) будет использована при синтезе АСР.

3 Синтез АСР

3.1 Обоснование методики синтеза

В промышленных АСР для управления объектами с самовыравниванием, независимо от их динамических характеристик, как правило, применяют регуляторы, реализующие стандартный ПИ-алгоритм. Это обеспечивает приемлемое качество регулирования и большую устойчивость к воздействию внешних возмущений, чем в случае использования более сложных алгоритмов, особенно содержащих дифференциальные составляющие.

Поэтому для разрабатываемой АСР выбран ПИ-закон регулирования, настройки которого должны обеспечить минимум среднеквадратичных отклонений при допустимом запасе устойчивости.

3.2 Расчет параметров настройки регулятора

Расчет параметров настройки регуляторов выполнен на ЭВМ, методом вспомогательной функции.

В качестве вспомогательной функции принято аналитическое выражение отношения к_р/Т_и как функции от частоты и показателя колебательности [3]. Первый положительный максимум этой функции обеспечивает минимум среднеквадратичной ошибки при заданном показателе колебательности и является точкой оптимума параметров настройки регулятора.

Вспомогательная функция для системы с ПИ-регулятором имеет вид

Первый положительный максимум этой функции соответствует резонансной частоте АСР, для которой можно вычислить величину К_р по формуле

Затем, по ранее определенной величине К_р/Т_и определяют Т_и.

Для расчета параметров настройки регулятора была использована прикладная программа IT2002GR.

В таблице 3.1 представлены параметры настройки для заданного показателя колебательности.

Таблица 3.1- Параметры настройки регулятора

Показатель колебательности М	Коэффициент пропорциональности,К_р	Постоянная времени интегрирования, Т_и, с
1.4	2.987	0.632
1.6	3.252	0.523
1.8	2.679	0.473

4 Анализ качества работы АСР

Оценка качества работы синтезированной АСР произведена по косвенным и по прямым показателям качества.

Результаты расчета на ЭВМ частотных характеристик АСР приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Результаты расчета частотных характеристик АСР

	ω, рад/с	А_Р_._С.(ω)	φ_Р.С.(ω), град	А_З.С.(ω)
М=1.4	0.920	∞	-90	1.034
	1.841	6.899	-107.334	1.117
	2.762	3.038	-117.747	1.225
	3.683	1.843	-125.364	1.338
	4.603	1.185	-132.314	1.400
	5.524	1.282	-139.188	1.312
	6.445	0.957	-145.880	1.082
	7.365	0.744	-152.314	0.832
	8.286	0.594	-158.434	0.632
	9.207	0.482	-164.206	0.487
	10.103	0.397	-169.615	0.410
М=1.6	0.920	∞	-90	1
	1.841	7.379	-111.148	1.042
	2.762	3.124	-122.590	1.142
	3.683	1.852	-130.503	1.302
	4.603	1.268	-137.896	1.488
	5.524	0.933	-145.117	1.600
	6.445	0.716	-152.118	1.440
	7.365	0.564	-158.802	1.091
	8.286	0.452	-165.105	0.787
	9.207	0.368	-170.993	0.575
	10.103	0.303	-176.459	0.433
М=1.8	0.920	∞	-90	1
	1.841	5.886	-100.351	1.047
	2.762	2.784	-110.392	1.170
	3.683	1.743	-120.046	1.361
	4.603	1.224	-129.265	1.622
	5.524	0.913	-137.988	1.800
	6.445	0.705	-146.166	1.547
	7.365	0.558	-153.776	1.089
	8.286	0.449	-160.815	0.750
	9.207	0.366	-167.297	0.536
	10.103	0.301	-173.251	0.399

По АЧХ замкнутой АСР, приведенной на рисунке 4.1 видно, что полученный в результате расчета показатель колебательности соответствует заданному.

А_рез1 – резонансная амплитуда при показатели М=1.4