Обжиг извести во вращающееся печи
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
±ая структурная схема состоит из звеньев определенным образом соединенных между собой.
Таким образом, структурная схема автоматизации - это графическое изображение в виде прямоугольников и линий связи определенной совокупности типовых звеньев. Внутри прямоугольников указывается аналитическое выражение передаточной функции звена, полностью характеризующее его динамические свойства. Направление передачи сигнала обозначается стрелками.
где: ОУ - объект управления;
РО - регулирующий орган;
ИМ - исполнительный механизм;
УМ (БУЭР1-30) - усилитель магнитный;
ПФ2 - переключатель с фиксацией;
ПВ - переключатель с самовозвратом;
Р-р - регулятор;
ЭС - элемент сравнения;
Зд - задающее воздействие;
ДТ - датчик.
Совокупность блоков БР, УМ, ИМ, РО составляет регулирующее устройство. По условию задания регулирующее устройство должно формировать ПИ-закон регулирования.
В силу того, что требуемый закон регулирования формируется блоком БР, то для реализации регулирующего устройства с ПИ-законом регулирования необходимо, чтобы динамические характеристики блоков УМ, ИМ, РО соответствовали пропорциональным (усилительным) звеньям.
Это условие выполняется для блоков УМ и РО. Исполнительный механизм идентифицируется интегрирующим звеном. Для преобразования ИМ в усилительное звено его следует охватить отрицательной обратной связью
Динамические свойства датчика температуры однозначно определяются апериодическим звеном, а объект управления - последовательным соединением апериодического звена и звена с запаздыванием.
С учетом вышеизложенного структурная схема системы автоматизации, реализующей ПИ-закон регулирования, имеет вид, показанный на рисунке, на котором обозначено:
- объект управления;
- регулирующий орган;
- исполнительный механизм;
- Буэр1-30
- П р-р;
- ПИД закон регулирования;
.5 Расчеты в автоматизированных системах управления
.5.1 Исследование устойчивости системы
При проектировании и эксплуатации систем управления одним из основных требований, предъявляемых к ним, является требование устойчивости системы.
Система автоматического управления считается устойчивой, если она, будучи выведена из состояния установившегося движения некоторым воздействием, возвращается в исходное состояние после прекращения этого воздействия.
Найдем передаточные функции всех звеньев:
. Передаточная функция объекта управления:
W1(р)=Ко*е-рt/То*Р+1
где К0- коэффициент объекта (из разгонной характеристики)
То=150 - (из разгонной характеристики) постоянная времени.
W1(р)=Ко*е-рt/То*Р+1=20/150р+1;
. Передаточная функция регулирующего органа:
W2(Р)=К2=4
. Передаточная функция исполнительного механизма:
W3(Р)=1/Т3*р; где Т3=0,1
W3(Р)=1/Т3*р=1-0,1р
. Передаточная функция БУЭР1-30:
W4(Р)=К?/Р*Т?
где Т6-время изодрома
Т=45с
. Передаточная функция П-регулятора:
W5(Р)=К5=0,07,
где К5- коэффициент усиления регулятора
К5=0,7/К0*t/Т0=0,7/20*0,5=0,07
. Передаточная функция:
W?(Р)=К?=200
7. Передаточная функция датчика ТПП
Wд(Р)=Кд/Тд*Р+1;
где Кд-коэффициент датчика, который находится по формуле:
Кд=16000/0,5mА=3200, а инерционность датчика Тд=5с.
Нахождение передаточной функции замкнутой системы, через соединения звеньев.
W??(р)= W4(р)*W3(р)=(1-0,1*Р)/45*Р
W??(р)=К4*1/Т3*Р/1+К4*1/Т3*Р*К7=1/0,1р/1+1/0,1р*200=
=0,1р/0,01р2+20р=1/0,1р+20;
W??=W5(р)+W?(р)=0,07+1/45*Р=3,15*Р+1/45*Р;
W??(р)=W??(р)*W2(р)*W1(р)*W??(р)=W??(р)*W2(p)*W1(р)*(W5(р)+W6(р))=
=1*4*20*(3,15*р+1)/(0,1*р+3200)*(150*р+1)*45*р=
=80*(3,15*р+1)/(15*р2+0,1*р+480000*р+200)*45р=
=3,15*р+1/(15*р2+480000,1*р+200)*1,8*р=
=3,15*р+1/27*р3+864000*р2+360*р;
Wзам(р)=W??/1+W??Wд=(((3,15р+1)/((1+3,15р+1)/(27р+864000р+
+360р)))*(3200/(5р+1))=(((3,15р+1)/(27р+864000р+360р))/
((3,15р+2)/(27р+864000р+360р))*(3200/(5р+1))=
=((3,15р+1)/(3,15р+2))*(3200/(5р+1))=(10080р+3200)/
(15,75р+10р+3,15р+2)=(10080р+3200)/(15,75р+13,15р+2)
Характеристическое уравнение:
,75р+13,15р+2=0
По Гурвицу система является устойчивой, так как выполняется следующие условие:
а?*а?>0
,15*2>0
,3>0
Система устойчива
б) Устойчивость по критерию Михайлова.
1.Знаменатель составит характеристическое уравнение.
.Заменим в характеристическом уравнении заменим P на (jw), помня, что получим:
.-15,75w+13,15jw+2=0
.Разделим это уравнение на действительную и мнимую части:
Re(w)=2-15,75w
Im(w)=13.15jw
5.Задаваясь различными частотами составим таблицу.
W0123?Re2-13,75-29,5-45,25- ?Im013,1526,339,45?
6.Соединим все точки в порядке возрастания w построим график.
Вывод: система устойчива так как характеристический вектор при изменении частоты от 0 до повернулся в положительном направлении на число квадрантов, равное порядку исходного уравнения.
2.5.2 Анализ качества регулирования САУ
Качество процесса регулирования обычно оценивается по переходной характеристике, по отношению к единичному возмущающему воздействию.
Основные показатели можно получить при прямых методах анализа. Прямыми методами анализа будут те методы, которые основаны на получении переходного процесса регулирования. К ним относятся:
1.время регулирования;
2.перерегулирование;
.колебательность;
.установившаяся ошибка.
Время регулирования время, в течении которого, начиная с момента приложения воздействия на си