Производство масла

 

 

Для расчёта оптимальных настроек ПИ – регулятора С1 и С0 принят метод расширенных амплитуд:

 

                 С1 = ,

 

                 С0 = .

 

    Строим зависимость С0 = f (C1) для m = 0,221. На линии равной степени затухания, выбираем точку “а”, по которой определяем значения настроечных параметров ПИ – регулятора С0 и С1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

             БЛОК – СХЕМА РАСЧЁТА ПАРАМЕТРОВ НАСТРОЙКИ.

 

 

                                       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                 

 

 

                                        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Передаточная функция объекта регулирования имеет следующий

              вид:                        .

         После получения математического описания объекта регулирования в виде его передаточной функции можно приступать к выбору типового закона регулирования, что является одной из важнейших задач, возникающих при создании системы автоматического регулирования.

 Исходными данными для решения этой задачи являются:  требования  к системе автоматического регулирования и характеристики объекта, заданные в виде передаточной функции или уравнения динамики объекта.

 Требования к системе автоматического  регулирования сводятся к качеству переходного процесса (главным образом к точности поддержания заданного технологического параметра). Основными показателями качества переходного процесса являются:

 Ндин. – динамическое отклонение, т.е. наибольшее отклонение выходного параметра от его номинального значения во время переходного процесса;

 t р – время регулирования.

 Характеристики объекта регулирования  определяются его динамическими свойствами, которые характеризуют следующие величины:

 К – коэффициент передачи (усиления), который представляет собой отношение абсолютного (или относительного ) изменения выходного параметра при переходе из начального в новое, установившееся состояние под действием ступенчатого возмущения к величине этого возмущения;

 Т – постоянная времени  статического объекта, т.е. условное время, в течение которого выходной параметр объекта перешел бы под действием ступенчатого воздействия из одного установившегося значения в новое при постоянной и максимальной скорости;

 τ – полное запаздывание  определяется как отрезок оси абсцисс от момента нанесения скачкообразного возмущения до момента пересечения с этой осью касательной, проведенной через точку перегиба кривой переходного процесса.

 Описанные выше величины  определяются по тому каналу, по которому будет подаваться регулирующее воздействие.

 Также для определения закона  регулирования необходимо знать  максимальную величину случайных  возмущений.

 При выборе типового закона  регулирования широко используются  методы, основанные на применении специальных графиков – диаграмм, в которых сопоставляются свойства объекта и показатели качества регулирования. При этом, если требуемым показателям качества соответствует какой – либо тип регулятора, то система регулирования с этим регулятором будет устойчива.

 Для определения закона регулирования по этому методу (метод ЦПКБ Главпроектмонтажаавтоматика) сначала необходимо на основании перечисленных выше данных определить возможность применения двухпозиционного регулирования. Оно может быть применено только в том случае, когда выполняется условие:

τ/Т <0,2  

 Если не удовлетворяется, то  принимают непрерывный закон  регулирования.

 Выбор типа регулятора производится  по графикам, на которых имеются  кривые, показывающие зависимость  динамического коэффициента Rдин=Hдин/Kμ

  Где: Ндин – динамическое отклонение, т.е. наибольшее отклонение выходного параметра от его номинального значения во время переходного процесса;

            К – коэффициент передачи объекта;

           μ- максимально  возможное значение возмущения  по нагрузке от безразмерного коэффициента  σ= τ/Т

           где:   τ – полное время запаздывания;

                    Т- постоянная времени статического  объекта соответствующие различным типовым законам регулирования и переходным процессам (апериодический, с 20% перерегулированием, с минимальной квадратичной площадью отклонения). При этом принимается во внимание ближайшая кривая, лежащая ниже точки с коэффициентом Rдин и σ.

 После выбора закона регулирования  производиться проверка на соответствие фактического времени регулирования заданному. При вычислении фактического времени регулирования заданному. При вычислении фактического времени регулирования используются графики зависимостей безразмерного коэффициента от коэффициента σ р = tр/τ

  Где tр – расчетное (фактическое) время регулирования для различных типов регуляторов и видов переходного процесса. Для этого из точки с координатой равной безразмерному коэффициенту на абсциссе графика, соответствующего переходного процесса, восстанавливают перпендикуляр до пересечения с кривой выбранного ранее закона регулирования и по оси ординат определяют. Поскольку величина запаздывания задана, то по приведенной выше формуле легко вычисляется фактическое время регулирования при принятом законе регулирования.

  Если, определенное таким образом, время регулирования равно или меньше заданного технологическими условиями, то принимают выбранный закон регулирования. Если же окажется, что время регулирования больше допустимого заданного значения, то принимают следующий по структурной сложности регулятор и повторяют проверку на время регулирования указанным образом.

  Для облегчения пользования  приведенной выше методикой предлагается программа, позволяющая в диалоговом режиме быстро проводить необходимые расчеты. Программа написана на языке PASCAL и приведена ниже.

В программе используются следующие основные переменные:

    G – номер переходного процесса (1 – апериодический, 2 – с 20% перерегулированием, 3 – с минимальной квадратичной площадью отклонения);

   NО – номер типа регулятора (1 – И – регулятор,2 – П –регулятор,3 – ПИ – регулятор,4 – ПИД – регулятор);

TD – допустимое время регулирования;

TAU – полное запаздывание;

TR – фактическое время регулирования;

RD – динамический коэффициент;

S – безразмерный коэффициент;

SG – относительное время регулирования.

  Координаты кривых на используемых  в расчетах графиках хранятся  в отдельном файле данных и вводятся программой с помощью процедуры VVOD (строки 19-37).

  Для вычисления на графиках  нужных координат используется  метод линейной аппроксимации кривых по ограниченному количеству точек. Для этого используется процедура LIN (строки 10-18).

  Ввод исходных данных производится  с проверкой на допустимость  вводимых значений. Строки 42-52 –  ввод номера переходного процесса; 53-57 – ввод безрезмерного коэффициента; 58-62 – ввод динамического коэффициента; 63-67 ввод запаздывания; 68-72 - ввод допустимого времени регулирования.

 Для определения закона регулирования  сначала определяются ближайшие точки для введенного безразмерного коэффициента (строки 73-74), а затем осуществляется последовательное нахождение динамического коэффициента на кривых принадлежащих различным типам регуляторов и сравнение его с исходно введенным значением динамического коэффициента (строки 75-87).    Перебор идет начиная с 4 –го номера типа регулятора и кончается первым номером, так как при определении закона регулирования по этой методике принимается во внимание ближайшая кривая, лежащая ниже точки с координатами задаваемыми динамическим и безразмерными коэффициентами. Результат предварительного выбора выводится строками программы 88-97.

 Проверка выбранного закона  регулирования на соответствие  фактического времени регулирования заданному осуществляется строками 98-118. Сначала вычисляется фактическое время регулирования для И – регулятора (строка 98-105). Затем перебираются все остальные законы регулирования с определением фактического времени регулирования с заданным (строки 105-118).

 Окончательные результаты выбора  закона регулирования (по итогам  проверки) выдается строками 119-134.

 

Программа выбора закона регулирования.

  PROGRAM REG (INPUT OUTPUT);

  VAR  G,NO,TD,TAU,I,N,PRIZN,VIHOD:INTEGER;

            X1,Y1,X2,Y2,TR,TRP,RD,RDG,S,SG:REAL;

             YD: ARRAY [1..3,1..4,1..10] OF REAL;

              SP1: ARRAY [1..3, 1..10] OF REAL;

              SP: ARRAY [1..3,1..4] OF REAL;

PROCEDURE SETCUR (LINE,COL: INTEGER); EXTERNAL;

PROCEDURE CLS; EXTERNAL;

Function INKEY: integer; external;

PROCEDURE  LIN (X1,Y1,X2,Y2,S:REAL;VAR RDG:REAL);

  VAR K,D: REAL;

     BEGIN

         IF Y1=Y2 THEN RDG: =Y;

           ELSE BEGIN

                           K: = (Y2-Y1)/(X2-X1);

                           B: = Y1-K*S+B

                       END

     END;

PROCEDURE VVOD;

VAR      I, J, K, SIZE: INTEGER;

       F: FILE OF REAL;

   BEGIN

           RESET (F, ‘REG’, ‘DAT’, SIZE);

              IF SIZE = -1 THEN WRITELN (‘Файл REG.DAT не найден’)

                 ELSE BEGIN

                                 FOR I: = 1 TO 3 DO

                                 FOR J: = 1 TO 4 DO

                                 FOR K: = 1 TO 10 DO

                                                    READLN (F, YD [I, J, K] );

                                 FOR I: = 1 TO 3 DO

                                 FOR J: = 1 TO 10 DO

                                                     READLN (F, SP1 [I, J]);

                                  FOR I: = 1 TO 3 DO

                                  FOR J: = 2 TO 4 DO

                                                      READLN (F, SP[I, J])

 

                            END

         END;

BEGIN

              VVOD; VIHOD: =0;

      REPEAT

               G: =0; S: =0; RD: =0; TAU: =0; TD: =0; PRIZN: =0;

                REPEAT

                CLS; WRITELN (‘Введите номер переходного процесса:

                                                       1 – апериодический

                                                       2 – с 20%-ным перерегулированием

                                                        3 – с F min’) ;

                 SETCUR (12,16); READLN (G)

                 UNTIL (G> = 1) AND (G< = 3);

             REPEAT

             CLS; WRITELN ( ‘Введите безразмерный коэффициент (от 0.1 до 1)’);

             SETCUR (4, 20); READLN (S)

              UNTIL (S> =0.1) AND (S< =1);

              REPEAT

         CLS; WRITELN (‘Введите динамический коэффициент (от 0 до 1)’);

    SETCUR (4, 20); READLN (RD)

           UNTIL (RD> =0) AAND (RD < =1);

            REPEAT

    CLS; WRITELN (‘Введите запаздывание (в секундах)’);

            SETCUR (4, 15); READLN (TAU)

         UNTIL TAU> =0;

          REPEAT

             CLS; WRITELN (‘Введите допустимое время регулирования (в секундах)’);

           SETCUR (4, 30); READLN (TD)

                UNTIL TD >=0;

                   N: = TRUNC (S*10); IF N = 10 THEN N: =9;

                   X1:=N/10; X2: =X1+0.1;

                   FOR I: =4 DOWNTO 1 DO

                       BEGIN

                                   Y1: =YD[G,I,N];  Y: =YD[G,I,N+1];

                                    NO: =1;

                                    LIN (X1, Y1, X2, Y2, S, RDG);

                                    IF (I=4) AND (RD<RDG) THEN

                                        BEGIN

                                                    CLS; SETCUR (10, 25); WRITELN (‘Задача не имеет решения’);

                                                    PRIZN: =1; EXIT

                                         END;

                                    IF RD< RDG THEN BEGIN NO: =I+1; EXIT END

                                 END;

                            IF PRIZN = 0 THEN

                               BEGIN

                               CLS; WRITE (‘Результат предварительного выбора :’);

                                     SETCUR (1, 37);

                                            CASE NO OF