Выбор типа регулятора и расчет его настроечных параметров

2.3. Выбор типа регулятора и расчет его настроечных параметров

В пункте 2.2.3 для нашего объекта САР была определена следующая передаточная функция:

.

На основе данной передаточной функции оценим ориентировочно характер действия регулятора по величине отношения времени запаздывания   к постоянной времени Т₀ (Т₀ – выбирается как коэффициент при p характеристического уравнения, следовательно Т₀ = 15,2733 с):

.

В промышленности наиболее часто применяют регуляторы непрерывного действия (И-, П-, ПИ-, ПИД- регуляторы), так как они могут практически всегда и достаточно качественно обеспечить типовой переходной процесс: будь то апериодический, с 20%-ным перерегулированием или с минимальной квадратичной площадью отклонения. Непрерывные регуляторы применяют для объектов как обладающих, так и не обладающих самовыравниванием, для одно- и многоемкостных объектов, имеющих малое и значительное запаздывание при плавно меняющейся нагрузке. Условие применения этого типа регулятора -.

Для заданной автоматической системы выберем регулятор, чтобы переходной процесс был апериодическим, при этом объект регулирования характеризуется следующими динамическими свойствами, полученными на основе передаточной функции:

·  постоянная времени Т₀ = 15,2733 с;

·  запаздывание в системе;

·  передаточный коэффициент К₀ = 0,0002  на 1% хода регулирующего органа;

·  возмущение, действующее на объект регулирования, принять равным 10% хода регулирующего органа, т.е. х_в = 10%;

К качеству процесса регулирования предъявляют следующие требования:

·  Максимальное  отклонение  регулируемой величины (давления) не  должно превышать  4 кПа.

·  Остаточное отклонение регулируемой величины (давления) не  должно превышать  1 кПа.

·  Максимальное время регулирования t_р.доп. = 60 с;

Для выбора регулятора, воспользуемся номограммой.

Проверяем максимальное отклонение:

;

Проверяем максимальное отклонение:

.

По номограмме, в зависимости от полученных выше значений, для заданной автоматической системы выбираем ПИ-регулятор.

Рисунок 2.3.1 – Номограмма для определения типа регулятора

 

2.3.1. Метод расширенных АФЧХ

Для построения линии равной степени затухания сначала определимся в выборе степени затухания. В большинстве случаев оптимальная степень затухания находится в пределах . Так как процесс является апериодическим, следовательно, берем повышенную степень затухания . Этому значению соответствует степень колебательности m = 0,366.

1.  Путем замены p = (j-m)ω определим РАФЧХ объекта W_об(m, jω), разложив ее на действительную и мнимую части:

;