5.6. Моделювання системи автоматичного регулювання температури в трубчастому реакторі

Моделювання автоматичної системи регулювання температури в реакторі здійснюється за допомогою ЕОМ, застосовуючи метод структурного моделювання. Моделювання CAP проводиться з допомогою програмного пакету Matlab. Синтез системи регулювання здійснюється шляхом використання типових структурних ланок.

Функція передачі об’єкту регулювання:

Функція передачі зміни витрати етилену:

Функція передачі ПІД-регулятора:

Змоделюємо структурну схему процесу регулювання в Simulink при знайдених оптимальних параметрах:

Рис.18 Структурна схема моделювання САР, реалізована в середовищі SIMULINK

Після нанесення збурення каналом збурюючої дії отримав наступний перехідний процес:

Рис. 19. Перехідний процес САР температури із ПІД-регулятором при стрибкоподібній зміні витрати етилену на 6 м³/год

По отриманому перехідному процесі можна зробити висновки, що при застосуванні ПІД-регулятора для даної САР будуть виконуватися вимоги по якості перехідного процесу:

Час регулювання =220 сек. при максимально допустимому значенні в 300 сек.;

Максимальне динамічне відхилення А1=2.4 ºС при максимально допустимому значенні 5 ºС;

Допустима похибка регулювання Δ = ±0.5 ºС

При стрибкоподібній зміні регулюючої дії Yмакс=15 %, отримав наступний перехідний процес:

Рис. 15. Перехідний процес САР температури з ПІД - регулятором при стрибкоподібній зміні регулюючої дії Yмакс=15 %

По отриманому перехідному процесі можна зробити висновки, що при застосуванні ПІД-регулятора для даної САР будуть виконуватися вимоги по якості перехідного процесу:

Час регулювання = 210 сек. при максимально допустимому значенні в 300 сек. ;

Максимальне динамічне відхилення А1=4.1 ºС при максимально допустимому значенні 5 ºС ;

Допустима похибка регулювання Δ = ±0.5 ºС

Рис. 21. Перехідний процес САР температури із ПІД-регулятором при стрибкоподібній зміні температури на 5 ºС

По отриманому перехідному процесі можна зробити висновки, що при застосуванні ПІД-регулятора для даної САР будуть виконуватися вимоги по якості перехідного процесу:

Час регулювання = 295 сек. при максимально допустимому значенні в 300 сек. ;

Максимальне динамічне відхилення А1=2.1 ºС при максимально допустимому значенні 5 ºС ;

Допустима похибка регулювання Δ = ±0.5 ºС

5.7 Висновки

Маючи експериментальну криву розгону і вимоги до якості процесу регулювання було:

- визначено функцію передачі об’єкта регулювання :

• побудовано знайдену розраховану криву розгону, порівнявши її значення із значеннями експериментальної кривої розгону і отримали похибку 2.1989%.

• побудовано одноконтурну схему системи автоматичного регулювання і розраховано для неї параметри настроювання ПІД-регулятора. Враховуючи конструктивні особливості системи, функція передачі каналом збурюючої дії буде наступна:

Функція передачі автоматичного регулятора буде мати наступний вигляд:

Дослідивши перехідний процес, висновок такий, що ця система регулювання може забезпечити якісний процес регулювання, тому що задовільняє усі критерії якості.