Расчет параметров регулятора температуры травильного раствора травильной секции НТА-1 ЛПЦ-2

КП 050702.09-10.04ПЗ

_{Таблица 2. Расчет углового сдвига, определяемого звеном запаздывания}

№	τоб	ω	ψсмещ
1	90	0	0
2	90	0.0009	4.6413
3	90	0.0019	9.7983
4	90	0.0029	14.9553
5	90	0.0042	21.6594
6	90	0.006	30.942
7	90	0.009	46.413
8	90	0.014	72.198
9	90	0.028	144.396
10	90	0.057	293.949

 

_{5.8 Расчет  настроек регулятора  по показателю  колебательности М=1,4.}

_{Определим угол β:}

 

_{Для определения  коэффициента усиления Кр и постоянных времени Ти, Тд следует:}

_{построить АФХ разомкнутой  системы для нескольких фиксированных значений Ти по выражению, приведенному ниже и при Кр =1.}

 

 

 

_{Для построения W(jω) нужно к каждому вектору АФХ объекта с модулем Аоб прибавить вектор с модулем ΔА= Аоб *(1/ω Ти-ω Тд), повернутый на 90° по часовой стрелке. Принимаем Тд=0,5Ти.}

_{Проводят  прямую под углом β=arcsin(1/М) к вещественной отрицательной полуоси и чертят окружности с центрами на отрицательной} Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

17

КП 050702.09-10.04ПЗ

_{полуоси, касающиеся одновременно проведенной прямой и АФХ системы  при выбранных  значениях Ти и Тд. Коэффициенты передачи регулятора определяются величинами радиусов R из соотношения:}

 

 

_{Полученные  пары Кр и Ти, соответственно, позволяют построить график, на котором формируется граница, соответствующая заданному значению показателя колебательности М.}

_{Произведем  расчеты вектора  с модулем  ΔА= Аоб *(1/ω Ти-ω Тд) при трех значениях Ти, равных 160, 180, 200 с. Расчеты производим в Microsoft Excel. ΔА1; ΔА2; ΔА3, соответственно, для Ти=160 с, Тд=80 с; Ти=180 с, Тд=90 с; Ти=200 с, Тд=100 с. Результат расчета представлен в таблице 3.}

 

_{Таблица 3. Расчет ΔА для разных значений Ти, Тд}

Ти1	Ти2	Ти3	Тд1	Тд2	Тд3	ΔА1	ΔА2	ΔА3
160	180	200	80	90	100	#ДЕЛ/0!	#ДЕЛ/0!	#ДЕЛ/0!
160	180	200	80	90	100	5.03437	4.46255	4.00376
160	180	200	80	90	100	2.13485	1.87322	1.66134
160	180	200	80	90	100	1.17742	1.01306	0.87802
160	180	200	80	90	100	0.60346	0.49486	0.40357
160	180	200	80	90	100	0.2376	0.16326	0.09871
160	180	200	80	90	100	-0.00794	-0.0599	-0.10706
160	180	200	80	90	100	-0.14193	-0.18188	-0.21974
160	180	200	80	90	100	-0.21906	-0.25217	-0.28474
160	180	200	80	90	100	-0.23937	-0.27068	-0.30187

 

_{Построения  АФХ разомкнутой  системы для нескольких фиксированных значений Ти, Тд произведены в программе Компас. Результат представлен на рисунке 3, а также в графической части.}

 

 

 

_{Рисунок 3. АФХ объекта и разомкнутой системы для фиксированных значений Ти, Тд и Кр=1}

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

18

КП 050702.09-10.04ПЗ

_{Определение коэффициентов Кр по данным из графика на рисунке 3:}

_{1)для  Ти=160 с, Тд=80 с – R1=0.62;}

_{2)для  Ти=180 с, Тд=90 с – R2=0.71;}

_{3)для  Ти=200 с, Тд=100 с – R3=0.81;}

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

19

КП 050702.09-10.04ПЗ

_{Полученные  пары Кр и Ти позволяют построить график, представленный на рисунке 4, на котором формируется граница, соответствующая заданному значению колебательности М. Настройки регулятора, обеспечивающие процесс регулирования с минимумом интегрального квадратичного критерия качества, соответствует точке с максимальным отношением  Кр/Ти, которая получается в месте касания прямой из начала координат и построенной кривой.}

 

_{Рисунок 4. Граница, соответствующая заданному значению колебательности М}

 

_{Из графика, приведенного на рисунке 4, определяем оптимальные параметры настройки ПИД-регулятора:}

_{Кропт=2,35 %хода/°С;}

_{Тиопт=160 с.}

 

 

 

 

_{6 Ра}Изм.

Лист

 

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

20

КП 050702.09-10.04ПЗ

Разраб.

Дебелый С.А.

Провер.

Люфт В.В.

Реценз.

 

Н. Контр.

 

Утверд.

 

Расчет параметров регулятора температуры травильного раствора травильной секции НТА-1 ЛПЦ-2

Лит.

Листов

26

КГИУ  З АиУ-08

_{счет  и построение АФХ  разомкнутого контура. Проверка на устойчивость по частотному критерию Найквиста.}

_{Передаточная  функция ПИД-регулятора:}

 

 

_{Передаточная  функция объекта:}

 

 

_{Передаточная  функция разомкнутого контура:}

 

 

_{6.1 Расчет  АФХ объекта при  Кр=2,35 %хода/°С.}

_{Расчет  для прежнего ряда частот производим в  Microsoft Excel по формулам:}

 

 

 

_{Результаты  расчета АФХ объекта  при Кр=2,35 %хода/°С представлены в таблице 4.}

 

 

 

 

№	Kоб	Tоб	ω	A	Ти1	Тд1	Kp1	А11	ΔА11
1	0.75	244	0	0.75	160	80	2.35	1.7625	#ДЕЛ/0!
2	0.75	244	0.0009	0.73254	160	80	2.35	1.7215	11.83078
3	0.75	244	0.0019	0.68043	160	80	2.35	1.599	5.016889
4	0.75	244	0.0029	0.61223	160	80	2.35	1.4387	2.766946
5	0.75	244	0.0042	0.5238	160	80	2.35	1.2309	1.418136
6	0.75	244	0.006	0.42303	160	80	2.35	0.9941	0.558361
7	0.75	244	0.009	0.31082	160	80	2.35	0.7304	-0.01867
8	0.75	244	0.014	0.21071	160	80	2.35	0.4952	-0.33353
9	0.75	244	0.028	0.10862	160	80	2.35	0.2553	-0.5148
10	0.75	244	0.057	0.05379	160	80	2.35	0.1264	-0.56252

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

21

КП 050702.09-10.04ПЗ

_{Таблица 4. Расчет АФХ объекта  при Кр=2,35 %хода/°С}

 

_{Построения  АФХ разомкнутой  системы при при Кр=2,35 %хода/°С произведены в программе Компас. Результат представлен на рисунке 5, а также в графической части.}

_{Согласно  частотному критерию Найквиста система  устойчива, т.к. годограф АФХ не охватывает точку с координатами [-1; j0] при изменении ω от 0 до ∞.}

_{Запас устойчивости по модулю равен согласно выражения:}

 

_{Запас устойчивости по фазе γ=65°.}

_{Запас устойчивости по усилению определяется по выражению:}

 

_где

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

22

КП 050702.09-10.04ПЗ

_{Система устойчива, т.к. 20lgβ>1.}

 

 

_{Рисунок 5. АФХ разомкнутой системы при при Кр=2,35 %хода/°С}

 

 

 

 

 

_{7 Расчет переходного  пр}Изм.

Лист

 

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

23

КП 050702.09-10.04ПЗ

Разраб.

Дебелый С.А.

Провер.

Люфт В.В.

Реценз.

 

Н. Контр.

 

Утверд.

 

Расчет параметров регулятора температуры травильного раствора травильной секции НТА-1 ЛПЦ-2

Лит.

Листов

26

КГИУ  З АиУ-08

_{оцесса  контура регулирования  с помощью MatLab.}

_{Структурная схема системы представлена на рисунке 6.}

 

 

_{Рисунок 6. Структурная схема замкнутого контура регулирования}

 

_{Переходная  характеристика при  ступенчатом воздействии  на систему приведена на рисунке 7.}

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

24

КП 050702.09-10.04ПЗ

_{Рисунок 7. Переходная характеристика системы}

 

_{Согласно  графика, время регулирования tp=836 c. Это не превышает заданное время регулирования tp=1000 c, значит ПИД-регулятор с выбранными настройками обеспечивает заданное время регулирования.}