Идентификация конвейерной сушилки СПК-4Г-45 как объекта управления, синтез и анализ системы автоматического управления

Формализация  требований  к  решению  задачи  регулирования  и выбор  принципа  построения  системы  автоматического  регулирования

4.2.1 Формализация требований к предельно-допустимым статическим и динамическим отклонениям регулируемых переменных от соответствующих заданных значений в переходных и динамически установившихся процессах и представление их в форме регламентных зон регулируемых переменных

Исходя   из  требований   технологии процесса  и  эксплуатации технологических  машин , могут  быть  заданы  определенные  требования  к отклонениям ( ошибкам ) регулируемых  переменных :

1)  к  предельно-допустимым  динамическим  отклонениям ΔyПД ;

2)  к  отклонениям, которыми  можно  пренебречь, т.е.  к  Δy ЗНО ;

3)  к  времени  существования  допустимых   динамических отклонений  за  пределами  ЗНО t ДДО.

Отразив эти предельные условия графически,  можно задать  регламентную  зону  переходного  процесса.

Для  рассматриваемого нами ТП  вышеописанные  требования  можем представить  в таблице регламентов, полученной в раздели 1.

Нормативы  ведения  ТП  и эксплуатации  ТО.

Табл. 4.2.1.1.

Для регулируемой переменой W вид регламентной зоны изображён на рис.  4.2.1.1.

Для регулируемой переменной W требования к отклонениям следующие:

- предельно допустимое динамическое отклонение равно ± 5 %;

- ЗНО равна 4 %;

- время существования допустимых отклонений за пределами ЗНО равно 100 c.

Для регулируемой переменой Θ₁ вид регламентной зоны изображён на рис.  4.2.1.2.

Для регулируемой переменной Θ1 требования к отклонениям следующие:

- предельно допустимое динамическое отклонение равно ± 4 °C;

- ЗНО равна 2 °C;

- время существования допустимых отклонений за пределами ЗНО равно 100 c.

4.2.2 Формализация интегральных требований к переходным и динамически установившимся процессам регулирования в форме интегрального критерия оптимальности САР

На этапах разработки САУ,  в качестве одного из главных критериев, характеризующих целесообразность ее создания и  эффективность ее применения является оценка качества выполнения поставленной перед САУ задачи, в частности, для задач регулирования, поддержание параметров технологического процесса на заданных значениях (в заданных диапазонах изменения). На практике, в качестве показателя качества САР, наиболее часто используют интегральные критерии; причем, чем меньше будет отклонение текущего значения регулируемой переменной от заданного (предусмотренного регламентом), тем показатель качества будет лучше.

Существует несколько интегральных критериев.

Так как мы будем проводить оптимизацию многомерной САР и количество регулируемых параметров равно 3-м, необходимо сформулировать критерий, который одновременно будет отображать показатели качества регулирования всех выходных переменных объекта. Он будет иметь следующий вид:

где:

α_n – весовой коэффициент, отражающий значимость регулируемой переменной. Для нашего конкретного случая общий вид критерия оптимальности следующий:

α1 = 1/∆wмах =0.2 ;  α2 = 1/∆ Θ1мах =0.25

4.2.3  Выбор, обоснование и представление в виде обобщённой структурной схемы  принципа построения системы автоматического регулирования

Классификацию САУ по принципам их построения можно произвести в зависимости от вида информации, используемой управляющим устройством (УУ). В общем случае УУ использует 3 вида информации: об узд, у и fк. В частных случаях используются не все виды информации, а только некоторые из приведенных. Рассмотрим эти частные случаи, а, следовательно, и принципы построения САУ:

1) принцип жесткого (программного) управления  -  используется информация только о узд.

Данный принцип применяется в тех случаях, когда свойства объекта достаточно хорошо известны. Достоинством является максимальная простота системы. Недостатком является низкая и неконтролируемая степень соответствия  между у и узд.

2) принцип управления по возмущениям  - УУ использует информацию об yзд  и  fк, применим в тех случаях, когда влиянием fн на  ОУ можно пренебречь, когда размерность fk относительно небольшая, свойства ОУ по каналам fk – y  и u – y  достаточно хорошо известны.

Достоинство данного принципа: такая система даёт возможность полностью скомпенсировать влияние fk на у, т.е. сделать у инвариантным относительно fk.

Недостатки данного принципа: аналогичны первому. Для повышения точности соответствия у для уж требуется увеличение