Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»


Инженерная школа природных ресурсов
Отделение нефтегазового дела
21.03.01 «Нефтегазовое дело»

Итоговое индивидуальное задание по разделу 1 (ИДЗ)

Вариант 7


по дисциплине:

Основы автоматизации технологических процессов нефтегазового производства

Исполнитель:
студент группы	З-2Б8А2		Иванов А.В.		23.12.2021 г.
Руководитель:
Доцент			Скороспешкин М.В.

Томск - 2021

Индивидуальное домашнее задание посвящено решению задачи анализа системы автоматического регулирования расхода. Функциональная схема САР расхода представлена на рис.1


Рисунок 1 – Функциональная схема САР расхода

---

На рисунке 1 через FT (позиция 1) обозначен измерительный преобразователь расхода, через FC (позиция 2) – регулятор расхода. Позиции 3 соответствует исполнительное устройство.

Объект управления представляет собой участок трубопровода от измерительного преобразователя до исполнительного устройства.

Передаточные функции объекта управления, исполнительного устройства, измерительного преобразователя и регулятора имеют вид

;

;

;

.

Статические коэффициенты передачи и постоянные времени данных элементов САР и критерии оценки устойчивости представлены в таблице 4.

Таблица 4

Вариант	То	Кпр	Киу	Тиу	Кп	Ти	Критерий устойчивости
7	2	0.5	1	2	1,5	0,5	Корневой

Для выполнения ИДЗ необходимо выполнить следующее.

1. Получить передаточную функцию замкнутой системы.

2. Получить передаточную функцию разомкнутой системы.

3. Определить устойчивость САР по критерию Михайлова.

4. Получить кривую переходного процесса на единичное задающее воздействие и определить время переходного процесса и перерегулирование.

Задание 1.

Найдем из формул передаточные функции объекта управления, исполнительного устройства, измерительного преобразователя и регулятора:

Объект управления: ,

Исполнительное устройство: ,

Измерительный преобразователь: ,

Регулятор расхода:

---

.

Структурная схема будет иметь вид (рис. 2)



Рисунок 2 – Структурная схема САР расхода

Задание 2

Рассчитаем передаточную функцию разомкнутой системы (1):

(1)

Задание 3

Рассчитаем передаточную функцию замкнутой системы (2):

(2)

В характеристическом полиноме замкнутой системы выполним замену р на j (3):

(3)

Тогда при выделении вещественной и мнимой частей получим (4):

; . (4)

При различных значениях частоты, рассчитаем и (таблица 1), а так же построим кривую Михайлова (рис. 3)

Таблица 1 – Значения и

0	0,54	0
0,03	0,53	0,05
0,06	0,50	0,09
0,1	0,43	0,12
0,13	0,35	0,13
0,16	0,26	0,12
0,2	0,10	0,07
0,23	-0,04	-0,01
0,26	-0,20	-0,13
0,3	-0,45	-0,35
0,33	-0,66	-0,57
0,36	-0,89	-0,85
0,4	-1,22	-1,3
0,43	-1,49	-1,72

---

Рисунок 3 – Кривая Михайлова

Можно сделать вывод, что замкнутая система устойчива, поскольку, кривая Михайлова проходит последовательно против часовой стрелки 3 квадранта (что равно порядку системы) и в третьем квадранте устремляется в бесконечность.

Задание 4.

Кривая переходного процесса на единичное задающее воздействие, полученная с помощью Matlab/Simulink приведена на рисунке 4. Для улучшения качества системы изменим значения параметров регулятора =0,5; =2 с и выполним моделирование заново (рисунок 5)



Рисунок 4 – Кривая переходного процесса



Рисунок 5 – Кривая переходного процесса

Время переходного процесса с.

Перерегулирование:

%.

Список литературы

1. Зайцев А.П. Теория автоматического управления: учебное пособие. – 2-е изд, стер. – Томск : Изд-во ТПУ, 2005. – 155 с.

2. Храменков В.Г. Автоматизация производственных процессов. – Томск : Изд-во ТПУ, 2011. – 343 с.

3. Малышенко А.М. Сборник типовых задач по теории автоматического управления. – М. : Высшая школа, 2007. – 368 с.

4. Клавдиев А.А. Теория автоматического управления в примерах и задачах: учеб. пособие. – СПб. : СЗТУ, 2005. – 74 с.

---

Смотрите также файлы

• Контрольная работа по теме Прогнозирование чрезвычайных ситуаций и оценка устойчивости функционирования объектов связи в чс.docx

• Местное время Местное время это время в пределах одного (одной).pptx

• Задача 1 Компании м принадлежит 80% акций компании В.docx

• Межсетевая Операционная Система Cisco.docx

• Часы общения Работа с коллективом учащихся.doc