ЛР10_Моделирование системы автоматического регулирования уровня в промышленном резервуаре
.docx
Школа Инженерная школа энергетики
НОЦ И.Н. Бутакова Направление 13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника
Отчет по лабораторной работе
по дисциплине «Управление техническими системами»
«Моделирование системы автоматического регулирования уровня в промышленном резервуаре»
Выполнил студент
гр. 5Б05 Цыбиков А.А. (дата, подпись)
Проверил:
к.т.н., доцент ИШЭ Атрошенко Ю.К. (дата, подпись)
Томск 2022
Цель работы
Разработать математическую модель одноконтурной системы регулирования уровня в резервуаре на основе регулятора непрерывного действия.
Таблица 1 – Вариант задания
№ вар. |
|
|
|
|
Требования к качеству |
Параметры регулятора |
2 |
2.6 |
80 |
1.2 |
1 3 5 2 0 4 2 |
ε=0; tр≤50 c. σ≤50%; ψ≥0.8 |
kп=5; kи=2 |
Порядок выполнения работы
В технологическом аппарате (рис. 1) требуется поддерживать постоянным уровень hз рабочей среды в соответствии с заданными требованиями к автоматической системе регулирования.
Рисунок 1 – Схема технологического аппарата
Объем воды в резервуаре Q h S . Тогда изменение объема будет
Структурная схема реализации этого соотношения в программе МВТУ показана на рисунке 2.
Рисунок 2 – Структурная схема модели технологического аппарата
В блоке +q в соответствии с индивидуальным вариантом задается подача (приток) среды. В блоке –q с помощью кусочно-постоянной функции задается расход среды. Его величина изменяется в различные промежутки времени. Коэффициент усиления интегратора, описывающего работу резервуара, определяется площадью резервуара: .
Моделирование АСР
Формируется блок задания уровня hз. Затем устанавливается устройство, сравнивающее текущий уровень h с его заданным значением hз, для этого вводится отрицательная обратная связь (рис. 3).
Рисунок 3 – Структурная схема моделируемой системы
Выходной сигнал элемента сравнения (ошибка регулирования ε=h–hз) подается на вход регулятора (пропорционально-интегральный закон).
С помощью элемента «Макроблок» задаются структура и параметры ПИ-регулятора.
В соответствии с индивидуальным вариантом задаём первое приближение параметров ПИ-регулятора:
Рисунок 4 – График переходной характеристики
Определяем прямые оценки качества:
Динамическая ошибка:
Перерегулирование:
Статическая ошибка: где – величина сигнала задания.
Степень затухания:
Время регулирования:
Откорректируем параметры ПИ-регулятора для обеспечения соблюдения требований к системе. kп=80, kи=20.
Рисунок 5 – График переходной характеристики
Определяем прямые оценки качества:
Динамическая ошибка:
Перерегулирование:
Статическая ошибка: где – величина сигнала задания.
Степень затухания:
Время регулирования:
Вывод
В данной работе была разработана математическая модель одноконтурной системы регулирования уровня в резервуаре на основе регулятора непрерывного действия. Проведена корректировка параметров ПИ-регулятора для обеспечения соблюдения требований к системе.
В основном стабильность переходного процесса зависела от показателя kп в ПИ-регуляторе.