Расчет и оптимизация каскадной системы автоматического регулирования и автоматизированной системы управления технологическими процессами
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
±ой устройствами связи. Во время связи подсистемы низшего уровня должна быть готова к прерыванию своей задачи через устройства внешнего прерывания при появлении сигнала от системы управления, обладающей приоритетом.
Автоматическое управление
Включает в себя автоматические системы регулирования и защиты предназначенные для управления регулирующими органами.
Эта подсистема выполняет следующие функции:
- стабилизация технологических параметров;
- поддержание соответствия между двумя зависимыми величинами;
- изменение регулируемой величины во времени по заданной программе;
- поддержание какого-либо оптимального значения регулирующей величины.
Эта подсистема производит приём соответствующей информации, формирует законы регулирования и управляющие воздействия, а также выдает оператору информацию о работе регуляторов и регулируемых параметрах.
Все регуляторы подразделяются на 4 класса:
- ответственные регуляторы - обеспечивают надежность работы агрегатов. Выход их из строя влечет за собой останов агрегата;
- режимные регуляторы - обеспечивают ведение нормального режима технологического процесса, поэтому выход их отключение только снижает эффективность работы оборудования;
- пусковые регуляторы - поддерживают технологические параметры по заданным программам в процессе пуска и останова агрегата;
- местные регуляторы - поддерживают технологические параметры вспомогательных процессов и агрегатов.
Оперативная связь.
Предназначена для передачи команд информации между оперативным персоналом.
Подсистема логического управления.
Устройства логического управления (УЛУ) предусматривают возможность автоматического вмешательства в ведение технологического процесса путем переключений энергооборудования и исполнительных органов, воздействующих на объект, в зависимости от условий эксплуатации, режима или ограничений, например автоматическое воздействие на группу функционально связанных механизмов или установок (агрегатов) при пуске, останове оборудования или перехода на новый уровень нагрузки.
Устройства логического управления действуют по цепочке командный сигнал - логическое устройство - исполнительное устройство (пусковое устройство исполнительного механизма, регулирующего или запорного органа).
Применение УЛУ на ТЭС, так же как и АСР, способствует повышению надежности и экономичности работы оборудования ТЭС в различных режимах эксплуатации.
автоматизированный система управление технологический
4. Исходные данные для моделирования
Задача данной курсовой работы состоит в расчете переходных процессов двухконтурной САР. Динамические характеристики опережающего и инерционного участков объекта регулирования:
Коп = 4 оС/(т*ч);
Т1 = 17 с;
= 1,7 с;
Кин = 1,0;
Тк = 175 с;
?y = 25 c;
Передаточная функция крайнего внешнего возмущения f2:
Wв(р)=
Рисунок 4.1 - Схема КСАР.
Стабилизирующий регулятор настроить по МЧК для оптимизации f1;
Корректирующий ПИ-регулятор настроить по формулам МПК в ЧВ, корректирующий ПИД-регулятор - по формулам МПК в общем виде, для оптимизации f2.
. Методика оптимизации каскадной САР
Произведем декомпозицию двухконтурной САР рисунок 4.1 в две одноконтурные.
Для расчета настройки стабилизирующего регулятора используем только внутренний контур, рисунок 5.1:
Рисунок 5.1
Для расчета настройки корректирующего регулятора используем одноконтурную схему, рисунок 5.2:
Рисунок 5.2
Структурная схема рис 5.2 получается из схемы рисунка 4.1, если внутренний контур заменить эквивалентной передаточной функцией равной единице.
Это справедливо в том случае если динамика опережающего участка не только не содержит запаздывания, но и обладает малой инерционностью по отношению к динамике инерционного участка, а произведение кр1 на коп стремится к бесконечности:
(1)
В результате в соответствии с (1) структурная схема рисунок 4.1 превращается в одноконтурную - рисунок 5.2
. Расчет настройки стабилизирующего регулятора производим по схеме рисунок 5.1 на основании численных значений передаточной функции опережающего участка по МЧК со следующим критерием оптимальности:
и степень затухания ? = 0,95 (2).
. Расчет настройки корректирующего регулятора производим по схеме рисунок 5.2 на основании численных значений передаточной функции инерционного участка (в двух вариантах).
.1 Настраиваем КР по МПК в частном виде, при этом в КСАР реализуется алгоритм ПИ+ПИ-регуляторы, со следующим критерием оптимальности:
колебательное звено, к=1, (3)
3.2 Настраиваем КР по МПК в общем виде, при этом в КСАР реализуется алгоритм ПИД+ПИ-регуляторы, а критерий оптимальности равен последовательному соединению звена чистого запаздывания и инерционного звена I порядка со временем разгона Тзд , которое выбирается двумя способами:
а) Тзд= - система max по быстродействию;
б) Тзд=min - чтобы уменьшить термические напряжения в металле.
Тu2=Tк; (4)
6. Методы расчета настройки каскадной САР
Вывод формул по МПК в частном виде
Исходные данные:
. Динамика объекта задана в виде передаточной функции инерционного звена второго порядка:
(5)
Т1 - большая постоянная времени;
- малая постоянная времени;
. Пе