Материал: Расчет каскадной АСР регулирования концентрации общей серы в стабильном гидрогенизате

Т.к. настройки регуляторов, найденные на смежных шагах не отличаются, более чем на 10%, то принимаем следующие настройки:

·          Для основного ПИД-регулятора:

;

·        Для вспомогательного П-регулятора: .

Скорректируем настройки основного регулятора , чтобы добиться минимального времени переходного процесса.

;

Оценим качество переходного процесса в основном канале регулирования по возмущению при найденных оптимальных настройках регуляторов и при заданной структуре каскадной АСР.

·        Интегральный критерий качества: .

·        Время переходного процесса:

·        Перерегулирование:

Оценим качество переходного процесса во вспомогательном канале регулирования по возмущению при найденных оптимальных настройках регуляторов и при заданной структуре каскадной АСР.

·        Интегральный критерий качества: .

·        Время переходного процесса:

·        Перерегулирование:

Выбор оптимальной структуры каскадной АСР.

Вывод: выбираем каскадную АСР со структурой П-ПИ, так как при удовлетворительных показателях качества регулирования, данная структура имеет преимущество перед структурой П-ПИД, так как она проще в настройке и дешевле.

Расчет одноконтурной АСР.

1.      Расчет одноконтурной АСР с ПИ-регулятором.

Структурная схема одноконтурной АСР с ПИ-регулятором структуры.

Рассчитаем настройки регулятора методом Циглера-Никольса.

Незатухающие колебание в системе возникают при значении настроечного параметра

;

;.

Оценим качество переходного процесса:

·        Интегральный критерий качества: .

·        Время переходного процесса:

2.      Расчет одноконтурной АСР с ПИД-регулятором.

Структурная схема одноконтурной АСР с ПИД-регулятором структуры.

Рассчитаем настройки регулятора методом Циглера-Никольса.

Незатухающие колебание в системе возникают при значении настроечного параметра

; ;

;;;

.

При данных значениях настроек процесс расходится. Скорректируем .

Оценим качество переходного процесса:

·        Интегральный критерий качества:

·        Время переходного процесса:

Вывод: лучшие показатели качества регулирования достигаются при использовании в одноконтурной АСР ПИД-регулятора.

Сравнение переходного процесса в одноконтурной АСР с ПИД-регулятором и переходного процесса в каскадной АСР со структурой П-ПИ.

Схема моделирования.

Заключение

В ходе выполнение курсового проекта был произведен расчет каскадной АСР регулирования концентрации общей серы в стабильном гидрогенизате.

В ходе расчета каскадной АСР было рассмотрено несколько возможных структур данной системы, в частности: П-ПИ, ПИ-ПИ, П-ПИД, где первый закон регулирования реализуется во вспомогательном контуре регулирования, второй - в основном.

После расчетов и исследования переходных процессов на качество регулирования, была выбрана структура каскадной АСР - П-ПИ, как наиболее дешевая, простая в настройки, и обеспечивающая удовлетворительное качество регулирования. Оптимальные настроечные параметры основного и вспомогательного регуляторов составили: для основного ПИ-регулятора: ;; для вспомогательного П-регулятора: .

Также был произведен расчет одноконтурной АСР с ПИ- и ПИД-регуляторами. При этом лучшее качество регулирования достигается при использовании ПИД-регулятора с настройками: ;;.

Сравнение переходных процессов в каскадной и одноконтурной АСР показало правильность выбора типа АСР, так как при использовании каскадной АСР значительно повышается качество регулирования по сравнению с одноконтурной АСР: время переходного процесса уменьшилось в 1,6 раз; интегральный показатель качества уменьшился в 6,6 раз.

Список литературы

1.  И.А. Елизаров, Ю.Ф. Мартемьянов, А.Г. Схиртладзе, С.В. Фролов. Технические средства автоматизации. Программно-технические комплексы и контроллеры: Учебное пособие. М.: «Издательство Машиностроение-1», 2004г. 180с.

2.      Б.Н. Парсункин, Н.М. Баженов, В.М. Дубинин. Идентификация параметров объектов управления по экспериментальным динамическим характеристикам (Экстраполяция экспериментальной кривой разгона): Учебное пособие. Магнитогорск, МГМА.1998. 95с.

3.  Иващенко Н.Н. Автоматическое регулирование. - М.: Машинострое-ние,1978.-736с.

4.      Постоянный технический регламент. Установка гидроочистки. Фракция НК-350ºС (книга 6, 24-Л-13360/6) от 13.01.1992г.

5.  Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Автоматизация технологических процессов и производств». -Астрахань.: АГТУ, 1997.- 25 с.

Приложение