ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 161
Скачиваний: 2
По рис. 56 находят параметры оптимальной настройки регуля тора как точку на границе допустимой области устойчивости, к ко
торой можно |
провести |
касательную |
из точки Г и= 0 ; |
ftp.опт = |
|||||
= |
38 град.-1 , Г „.0п т= 2 2 |
мин. |
|
|
|
|
|||
|
Так как в выпускаемых серийно промышленных регуляторах |
||||||||
получить |
коэффициент |
усиления ftp> 2 0 |
практически |
невозможно, |
|||||
в |
качестве оптимальных |
настроек приняты: йр.опт = 20 |
град.-1 , |
||||||
Гц.опт |
38 МИН. |
Гц.опт |
по |
сравнению |
с |
полученным |
значением по |
||
|
Увеличение |
||||||||
расчету (до 38 мин) вполне допустимо с точки зрения быстродей ствия системы. Окончательно оптимальные настройки корректиру ющего регулятора выбирают после анализа качества работы систе мы. Анализ качества работы САР выполнен с учетом технологиче ских требований. Ниже приведены требования технологии к каче
ству |
регулирования температуры фенольной |
фракции: xi = |
± 2 ,5 -f- |
|
= 3 |
град; х 2/хі = |
40% '— перерегулирование; |
^р = 60 — время |
регули |
рования; б = ± 1 ,5 |
град. — остаточное отклонение. |
|
||
|
График изменения регулируемой величины (температуры фе |
|||
нольной фракции) |
при работе системы с корректирующим ПИД-ре- |
|||
Рпс. 57. Амплитудно-фазовая характеристика разомкнутой системы для Г „ = 3 8 мни и ftp = i
гулятором |
при |
его |
оптимальной |
настройке |
6 р.опт = 2 0 |
град.-1 , |
||
2'н .оп т=38 |
мин, |
7 Пр.опт = 9 ,5 |
мин |
определен для случая |
ступенча |
|||
того изменения задания регулятору на I град. |
|
|
|
|||||
На рис. 57 |
приведена АФХ |
разомкнутой |
системы для |
7'„ = |
||||
= 38 мин |
и А р = 1, |
а также |
показаны векторы |
ОА и В А |
для |
час |
||
тот 0,03; 0,04; 0,06; 0,1; 0,2; 0,3 мин-1 , проведенные из начала коорди нат и из точек В и В\, расположенных на отрицательной вещест венной полуоси на расстояниях:
1
OB = |
= 0,05° С; |
20 град. |
1 |
1
|
|
|
ОВг = |
|
—1 ’ 0,0625° С. |
|
|
||
|
|
|
|
Іб.град.' |
|
|
|
||
Значения амплитудно- и фазочастотной характеристик замкну |
|||||||||
той системы |
относительно |
управляющего |
воздействия |
представлены |
|||||
в табл. |
12. |
|
|
|
|
|
Таблица 12 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
АМПЛИТУДНО- И ФАЗОЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ |
||||||||
со, |
ОА, |
В А , |
. |
, . |
ОА |
ФОА’ |
ФВА' |
Ѵ |
Ш)=фО л - |
А |
(ш )= ---- |
||||||||
мин- 1 |
мм |
мм |
у |
|
ВА |
град.-міш |
град.-мин |
- |
Фв л , град. |
0,3 |
10 |
31 |
|
0,323 |
—200 |
-|-6 |
|
—206 |
|
0 ,2 |
20 |
23 |
|
0,87 |
— 154 |
—22 |
|
— 132 |
|
0,1 |
37 |
22 |
|
1,68 |
— 147 |
—65 |
|
—82 |
|
0,06 |
61 |
36 |
|
1,69 |
-145-30 |
— 106-30 |
|
—39 |
|
0,04 |
104 |
81 |
|
1,28 |
— 133 |
-112-30 |
|
—21 |
|
0,03 |
156 |
140 |
|
1,11 |
—120 |
— 106 |
|
— 14 |
|
По данным табл. 12 построен график (рис. |
58) амплитудно-фа- |
||||||||
зочастотной |
характеристик замкнутой |
системы для /гр = |
16 град.-1 , |
||||||
из которого |
находится |
резонансная частота соР= 0 ,0 8 4 |
мин-1 . Сле |
||||||
довательно, частоты гармоник должны быть выбраны такими: |
|||||||||
|
со1= |
= |
0,012 |
мин- 1 ; |
ш7 = |
0,084 мин- 1 ; |
|||
|
со3 = |
0,036 |
мин -1; |
|
<т>о = |
0,108 |
мни -1; |
|
|
|
о>5 |
= |
0 ,0 6 |
мин- 1 ; |
|
<аи = 0 ,1 3 2 |
мин- 1 . |
|
|
Интервал |
вычисления графика переходного |
процесса |
|||||||
|
|
|
Д< = |
: ,83 |
,83 |
21,8 мин. |
|
||
|
|
|
и)р |
|
|
||||
|
|
|
|
0,084 |
|
|
|
||
В табл. 13 приведены значения амплитудно- и фазочастотных характеристик, а также значения вещественной и мнимой характе ристик для этих частот, вычисленные по формулам:
Як = Лук (и) cos фук (со); |
(III 75) |
Лс= Лук(СО) Sin фу« (со). |
(Ш -76) |
120
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 13 |
|
|
ЗНАЧЕНИЯ |
ХАРАКТЕРИСТИК ЗАМКНУТОЙ |
СИСТЕМЫ |
|
|||
|
|
|
ДЛЯ ВЫБРАННЫХ ЧАСТОТ |
|
|
||
К |
“к |
А 0) |
Фу(Ю) |
«к |
;к |
гк |
и |
1 |
0,012 |
1,02 |
—5 |
1,02 |
—0,0872 |
1,02 |
—0,087 |
3 |
0,036 |
1,2 |
—18 |
1,14 |
—0,37 |
0,38 |
—0,123 |
5 |
0,06 |
1,69 |
—38 |
1,33 |
— 1,04 |
0,266 |
—0,208 |
7 |
0,084 |
1,87 |
—66 |
0,76 |
- 1 , 6 |
0,108 |
—0,243 |
9 |
0,108 |
1,55 |
—88 |
0,0542 |
— 1,55 |
0,006 |
—0,172 |
11 |
0,132 |
1,32 |
— 103 |
- 0 ,2 9 6 |
— 1,28 |
—0,027 |
- 0 ,1 1 6 |
yyw) Ау(ш)
Ниже даны значения выходной величины, определенной по фор
мулам (Ш -68) — |
(Ш -71), для моментов времени |
через |
вычисленные |
||||
интервалы At: |
|
|
|
|
|
|
I |
t, мин . . . . . |
21, 8 |
4 3 ,6 |
6 5 ,4 |
8 7 ,2 |
109 |
130,8 |
152,6 174,4 |
Хоых, ° С ................... |
1,111 |
1,256 |
0 ,7 7 8 |
0,968 |
1,002 |
1,027 0,985 1,010 |
|
На рис. 59 приведен график процесса регулирования, построен ный по этим данным (кривая 3 ). Для сравнения приведена времен ная характеристика замкнутой САР температуры фенольной фракции по одноконтурной схеме с применением ПИД-регулятора с настрой ками /еР.о п т = 4 ,6 град.-1 , 7Ѵопт = 18 мин (кривая 1), 7'Пр.опт = = 3,6 мин и временная характеристика замкнутой каскадной систе
121
мы |
с |
корректирующим ПИД-регулятором |
с |
настройками |
£ Р.ппт = |
|
= |
16 |
град.-1 , Ти опт— 38 мни (кривая 2 ), |
Т,,,,.опт = 9,5 мин. |
|||
|
Таким |
образом, требованиям, предъявляемым к качеству регу |
||||
лирования |
температуры фенольной фракции, |
удовлетворяют |
процес- |
|||
Рис. 59. График процесса регулирования (3) и временные ха рактеристики (1 и 2} замкнутой САР температуры фенольной фракции
сы, представленные кривыми 2 или 3, что говорит о необходимости применения двухконтурной САР.
Приближенные значения параметров настроек регуляторов, вблизи которых следует отыскивать точные значения этих парамет ров, могут быть рекомендованы следующие: для стабилизирующего
регулятора £ р.опт= 3 ,6 град.-1 , Гп.опт = 9 |
мин; для корректирующе |
||
го регулятора £ Р.Оп т = 2 0 град.-1 , Гц.0п т = 3 8 мин, |
Г пр.о п т = 9 ,5 |
мии. |
|
Приближенные значения параметров |
настроек |
устройства |
ввода |
воздействия от возмущения определяются с учетом того обстоятель ства, что данная система работает без остаточной неравномерности при условии некомпенсированного возмущения. Поэтому передаточ ную функцию устройства ввода воздействия от возмущения следует выбирать так, чтобы она обращалась в нуль при со = 0 .
Чаще всего на практике устройство ввода воздействия от возму щений выполняют в виде реального дифференцирующего звена, пе
редаточная функция которого |
определяется |
выражением |
||
(Р) = |
k B - ■ |
Тв1 |
- , |
(Ш -77) |
|
* |
вр “Г |
* |
|
Изменяя величины k„ и Твр, добиваются выполнения условия инвариантности регулируемой величины относительно выбранного возмущающего воздействия.
Приближенно параметры настройки устройства ввода определя ются из условий задачи (исходных данных) и данных, полученных в результате расчета параметров настройки стабилизирующего регу лятора. Из условий задачи видно, что изменение расхода пара, по ступающего во фракционную колонну, на 1 кг/ч равноценно пере мещению регулирующего органа на 0,076 его полного хода, т. е.
122