Динамический расчет сар

Расчет САР с серийными регуляторами заключается в оп­ределении настроек регуляторов, обеспечивающих заданноекачество переходных процессов.

Регуляторы непрерывного действия

Регуляторы непрерывного действия имеют следующие пе­редаточные функции и настройки:

П-регулятор W_п (p) = К_р, коэффициент передачи К_р, % хода РО/ед. per. Величины;

И-регулятор W_и (p) = К_р1/р , коэффициент передачи К_р1 % хода РО/ед. per. Величины;

ПИ-регулятор W_пи(р)=К_р(1+1/Т_ир) , коэффициент пе­редачи К_р , % хода РО/ед. регулируемой величины; время изодрома Т_и , с;

ПИД-регулятор W_пид(р)=К_р(1+1/Т_ир+Т_прр), коэффи­циент передачи регулятора К_р, % хода РО/ед. регулируемой величины; время изодрома Т_и , с; время предварения Т_пр , с.

Приближенные значения настроек регуляторов для типо­вых переходных процессов (рис. 4.4) можно подсчитать по формулам табл. 5.2.

К_р=

Более точно настройки регуляторов рассчитывают по АФХ объекта регулирования с тем, чтобы достигнуть задан­ного затухания переходного процесса в САР, характеризуе­мого показателем колебательности М.

Кроме того, при этом выполняется требование минимиза­ции квадратичного интегрального критерия качества (при данной колебательности процесса). Значение М обычно вы­бирают в пределах 1,1÷2,4 для типовых переходных процессов приближенно М=1,3 при 20%-ном перерегулированиии М = 2,1 при процессе с min ∫ х²_вых.об dt.

Метод графического расчета настроек основан на том факте, что АФХ разомкнутой системы регулирования

W(jω)=W_об(jω)*W_p(jω)

должна касаться окружности с заданным индексом М.Ра­диус этой окружности

r= M²/(M²—1)=1,2²/(1,2²-1)=3,3

ее центр лежит на от­рицательной вещественной полуоси и отстоит от начала коор­динат на расстоянии

R=M²/M^Z—1=0

П - р е г у л я т о р. Методика определения коэффициента передачи регулятора состоит в следующем.

Строят (рис. 5.3, а) АФХ разомкнутой системы с П-регулятором, коэффициент передачи которого равен единице W(jω)=W_об(jω)W_p(jω) (характеристика совпадает с АФХ объекта, но не имеет размерности). Из начала координат под углом

β=arcsin1/М= arcsin1/1,2=56,4˚

к отрицательной вещественной по­луоси проводят луч. Циркулем проводят окружность с цент­ром на вещественной отрицательной полуоси, касающуюся, одновременно построенной АФХ и луча, и измеряют радиус окружности г:

К_р==

Часто расчет проводят для значения М=1,62 (ή=34%), тогда К_р =1/r; β = arcsin 1/M = 38°.

Рис. 5.3. Определение коэффициента передачи регулятора по АФХ объекта регулирования: а — П-регулятор: б — И-регулятор; в— ПИ-регулятор; г — определение точки в плоскости настроек К_р и Т_и, соответствующей оптимальным настройкам регулятора

Принципиальная электрическая схема

Принципиальные электрические схемы определяют полный состав приборов, аппаратов и устройств (а также связей между ними), действие которых обеспечивает решение задач управления, регулирования, защиты, измерения и сигнализации.

Принципиальные схемы служат основанием для разработки других документов проекта.

При разработке систем автоматизации технологических процессов принципиальные электрические схемы обычно выполняют применительно к отдельным самостоятельным элементам, установкам или участкам автоматизируемой системы. Схема должна обеспечивать высокую надёжность, простоту и экономичность, чёткость действий при аварийных режимах, удобство оперативной работы, эксплуатации, чёткость оформления.

При всём многообразии принципиальных электрических схем в различных системах автоматизации любая схема, независимо от степени сложности, представляет собой определённым образом составленное сочетание отдельных, достаточно элементарных цепей и типовых функциональных узлов, в заданной последовательности выполняющих ряд стандартных операций: передачу командных сигналов от органов управления или измерения к исполнительным органам, усиление или размножение командных сигналов, их сравнение, превращение кратковременных сигналов в длительные и, наоборот, блокировку сигналов и т.п. К элементарным цепям могут быть отнесены типовые схемы включение измерительных приборов различного назначения.

.