Исследование динамических характеристик теплового объекта и определение параметров настройки ПИ-регулятора (Лабораторная работа № 2)

Министерство образования Российской Федерации

филиал государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Московский Энергетический институт

(технический университет)»

в г. Волжском

Кафедра Автоматизации технологических процессов

Лабораторная работа № 2

Исследование динамических характеристик теплового

объекта и определение параметров настройки ПИ-регулятора

              Выполнил:                                                              Селезнев А. 

              Группа:                                                                    ПТЭ­-00

              Преподаватель:                                                      Агринская С.А.

        Волжский 2003

Лабораторная работа № 2

Исследование динамических характеристик теплового

объекта и определение параметров настройки ПИ-регулятора

2.1  Цель работы

         Ознакомиться с устройством системы автоматического регулирования темпе­ратуры. Научиться на практике определять динамические свойства линейных объектов и получить навыки настройки параметров ПИ-регулятора.

2.2  Общие сведения о работе

         Одним из методов экспериментального определения динамических свойств объектов управления является снятие переходной характеристики объекта в от­сутствие действия системы автоматического регулирования (снятие кривой раз­гона). Для этого на вход объекта при отключенной системе автоматического регу­лирования (в режиме ручного управления) подают воздействие в форме единич­ной ступенчатой функции и, фиксируя изменение во времени выходной величины объекта, получают кривую разгона. По данной кривой можно определить харак­теристики объекта управления при его приближении типичной передаточной функцией, по которым, в свою очередь, определяются параметры настройки регу­лятора.

2.3  Описание лабораторной установки

         Объектом исследования в данной работе является тепловой объект, состоящий из нагревателя (лампа накаливания) и термосопротивления, величина омического сопротивления которого представляет собой выходную величину. Входной вели­чиной является напряжение на нагревательном элементе, которое изменяется синхронно с величиной угла поворота однооборотного исполнительного меха­низма (МЭО) и может задаваться как в ручную, так и системой автоматического регулирования, выполненной на основе регулятора РП-4Т. Контроль температуры осуществляется при помощи прибора Р-160.

         Общий вид лабораторного стенда приведен на рисунке 2.1.

         Объект управления 1 состоит из нагревательного элемента (лампа накалива­ния) и термосопротивления, омическое сопротивление которого преобразуется в токовый сигнал, который, в свою очередь, используется для контроля за темпера­турой (при помощи прибора 10) и как сигнал обратной связи. В нижней части ко­жуха 1 имеется заслонка, которая позволяет изменять условия теплообмена внут­ри объекта управления и тем самым вносить возмущения в его работу.

         Сигнал обратной связи поступает на регулятор 2, где сравнивается с заданием, величина которого устанавливается задатчиком 3. В условиях автоматического регулирования (режим работы устанавливается переключателем 4) управляющее воздействие, вырабатываемое регулятором, через бесконтактный реверсивный пускатель 8 воздействует на исполнительное устройство 11, представляющее со­бой однооборотный механизм типа МЭО.

Рис. 2.1  Лабораторный стенд:

1 - объект управления (нагревательный элемент и термосопротивление);

 2 - регулятор РП-4Т; 3 - задатчик; 4 - переключатель режимов работы;

 5 - указатель положения; 6 - индикатор напряжения на нагревательном элементе;

 7 - блок питания; 8 - пускатель; 9 - автомат питания;

 10 - контрольно-измерительный прибор; 11 - исполнительный механизм: