Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Сорокина 5 лаба гот

.docx
Скачиваний:
3
Добавлен:
02.07.2021
Размер:
3.22 Mб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

ХИМИКО-ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

(ФГБОУ ВО СПХФА Минздрава России)

Кафедра процессов и аппаратов химтехнологии

Лабораторная работа №5

«Моделирование CAP в MathCad»

по учебной дисциплине

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ

Вариант № 1

Факультет промышленной технологии лекарств

Форма обучения – очная

по направлению подготовки «Химическая технология»,

уровень высшего образования - бакалавриат

Выполнил: студентка Сорокина А.Ю. группы 142 _____________

Проверил: доц. ________________

Санкт-Петербург

2018

  1. Цель лабораторной работы.

Построение переходных характеристик CAP по передаточной функции, рассчитанной по структурной схеме для типового воздействия методом обратного преобразования Лапласа.

2.Краткие сведения: на рисунке представлена структурная схема одноконтурной CAP.

На рисунке принято следующее изображение:

X(s) – изображение задающего воздействия х(t);

Е(s) – изображение рассогласования е(t) = x(t) – yос(t);

F(s) – изображение возмущающего воздействия f(t);

Y(s) – изображение регулируемой величины;

Yос(s) – изображение сигнала обратной связи yос(t);

W1(s) – передаточная функция исполнительного механизма;

W2(s) – передаточная функция объекта регулирования;

Wос(s) – передаточная функция обратной связи.

Для регулирования объектами управления используют типовые регуляторы:

Пропорциональный (П) регулятор с передаточной функцией:

WП (s) = kp,

Где kp пропорциональный коэффициент стабилизирующий отклонение регулируемой величины.

Интегрирующий (И) регулятор с передаточной функцией:

WИ(s) = ,

Используется для устранения статической ошибки. Она позволяет регулятору «учиться» на предыдущем опыте.

Дифференцирующий) регулятор с передаточной функцией:

WД(s) = Tds,

Противодействует предполагаемым отклонением регулируемой величины, которые могут произойти в будущем.

Пропорционально-интегральныйИ) регулятор с передаточной функцией:

WПИ(s) = kp + ,

Является одним из наиболее универсальных регуляторов.

Пропорционально-дифференциальный (ПД) регулятор с передаточной функцией:

WПД(s) = kp + Tds.

Пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД) регулятор с передаточной функцией:

WПИД(s) = kp + + Tds,

Задачей ПИД регулятора является поддержание заданного значения измеряемой (регулируемой) величины. ПИД регулятор измеряет отклонение стабилизируемой величины от уставки (заданного значения) и выдает управляющий сигнал, являющийся суммой трех слагаемых, первое из которых пропорционально этому отклонению, второе пропорционально интегралу отклонения, третье пропорционально производной отклонения.

  1. В ыполнение работы.

Составить передаточные функции П, ПИ, ПД, ПИД регуляторов соответствующих САР. Для анализа САР предположим, что объект регулирования представляет собой инерционное звено:

Каждое звено САР имеет свое уравнение и передаточную функцию. Составим передаточные функции регуляторов и соответствующих САР с инерционным объектом регулирования.

П-регулятор

ПИ-регулятор

ПД-регулятор

ПИД-регулятор

Построим графики

изменения функции h(t)

По графикам переходных характеристик определите следующие показатели качества процесса регулирования.

Статическая ошибка e0 – постоянная ошибка в равновесном режиме системы.

Перерегулирование emax – превышение первого выброса над установившемся значением переменной.

Время нарастания Tr – интервал времени, в течение которого выходная переменная нарастает от 10% до 90% от своего установившегося значения.

Такие показатели, как время регулирования и период затухающих колебаний определены не были, так как графики не являются колебательными.

П-регулятор:

ПИ-регулятор:

ПД-регулятор:

ПИД-регулятор:

Расчет параметров ПИД-регулятора по методу Зиглера-Никольса

Формулы для расчета коэффициентов регуляторов представлены в таблице:

Регулятор

Расчет по отклику на скачок

kp

Ti

Td

П

1/a

-

-

ПИ

0.9/a

3L/ kp

-

ПИД

1.2/a

0.9L/ kp

0.5L/ kp

П:

ПИ:

ПИД:

Ручная настройка ПИД-регулятора, основанная на правилах

Основные правила:

  • Увеличение пропорционального коэффициента увеличивает быстродействие и снижает запас устойчивости;

  • С уменьшением интегральной составляющей ошибка регулирования с течением времени уменьшается быстрее;

  • Уменьшение постоянной интегрирования уменьшает запас устойчивости;

  • Увеличение дифференциальной составляющей увеличивает запас устойчивости и быстродействие.

4. Вывод

В данной работе построили переходные характеристики CAP по передаточной функции, рассчитанной по структурной схеме для типового воздействия методом обратного преобразования Лапласа. Также осуществили ручную настройку ПИД-регулятора.

Соседние файлы в предмете Автоматизация производственных процессов