493 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра теплофизики РАСЧЁТ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЛЯ СТАТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ С ЗАПАЗДЫВАНИЕМ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к самостоятельной работе по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» Составитель: А.Ю. Кривцов Липецк Липецкий государственный технический университет 2013 УДК 681.5(07) К 82 Рецензент - канд. техн. наук, доц. <...> К 82 Расчёт систем автоматического регулирования для статических объектов с запаздыванием: методические указания к самостоятельной работе по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» / сост. <...> Даются указания по определению устойчивости системы с запаздыванием, расчёту переходных процессов и оценке качества регулирования. <...> © ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет», 2013 Перечень основных условных обозначений и сокращений САР – система автоматического регулирования; АФЧФ – амплитудно–фазовая частотная функция; АФЧХ – амплитудно–фазовая частотная характеристика; И-, П-, ПИ-, ПИД–регуляторы – соответственно интегральный (астатический); пропорцинальный (изодромный); (статический); (изодромный с предварением); W(p) и Wз(p) – передаточные функции разомкнутой и замкнутой системы; W(jω) - амплитудно–фазовая частотная функция (характеристика); Re(ω) – вещественная частотная функция (характеристика); Im(ω) – мнимая частотная функция (характеристика); A(ω) – амплитудная частотная функция (характеристика); φ(ω) – фазовая частотная функция (характеристика); ) A (N , N ( ) – модуль и аргумент вектора Найквиста; ω – угловая частота; k,, kоб, kрег –коэффициенты передачи системы, объекта и регулятора; Тоб, ТИ, ТД – постоянная времени объекта, постоянная интегрирования, постоянная дифференцирования; t – время, с; τ – время запаздывания <...>
Расчёт_систем_автоматического_регулирования_для_статических_объектов_с_запаздыванием.pdf
493
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра теплофизики
РАСЧЁТ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЛЯ
СТАТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ С ЗАПАЗДЫВАНИЕМ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к самостоятельной работе
по дисциплине
«Автоматизация технологических процессов»
Составитель: А.Ю. Кривцов
Липецк
Липецкий государственный технический университет
2013
Стр.1
УДК 681.5(07)
К 82
Рецензент - канд. техн. наук, доц. Бянкин И.Г.
Кривцов, А.Ю.
К 82 Расчёт систем автоматического регулирования для статических объектов с
запаздыванием: методические указания к самостоятельной работе по
дисциплине «Автоматизация технологических процессов» / сост.: А.Ю.
Кривцов. – Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2013. - 21 с.
Рассмотрены методы расчёта при выборе автоматических регуляторов и их
настроек. Даются указания по определению устойчивости системы с
запаздыванием, расчёту переходных процессов и оценке качества
регулирования. Предназначены для самостоятельной работы студентов,
обучающихся по направлению «Металлургия».
Табл. 3. Ил. 10. Библиограф.: 3 назв.
© ФГБОУ ВПО «Липецкий
государственный технический
университет», 2013
Стр.2
Перечень основных условных обозначений и сокращений
САР – система автоматического регулирования;
АФЧФ – амплитудно–фазовая частотная функция;
АФЧХ – амплитудно–фазовая частотная характеристика;
И-, П-, ПИ-, ПИД–регуляторы – соответственно интегральный (астатический);
пропорцинальный
(изодромный);
(статический);
(изодромный с предварением);
W(p) и Wз(p) – передаточные функции разомкнутой и замкнутой системы;
W(jω) - амплитудно–фазовая частотная функция (характеристика);
Re(ω) – вещественная частотная функция (характеристика);
Im(ω) – мнимая частотная функция (характеристика);
A(ω) – амплитудная частотная функция (характеристика);
φ(ω) – фазовая частотная функция (характеристика);
)
A (N
,
N (
) – модуль и аргумент вектора Найквиста;
ω – угловая частота;
k,, kоб, kрег –коэффициенты передачи системы, объекта и регулятора;
Тоб, ТИ, ТД – постоянная времени объекта, постоянная интегрирования,
постоянная дифференцирования;
t – время, с;
τ – время запаздывания, с;
x, xвх, xвых – регулируемый параметр, входная величина, выходная величина;
Δx – отклонение регулируемого параметра от заданного значения;
y – управляющее воздействие регулятора;
Δy – возмущение в системе.
пропорционально–интегральный
пропорционально–интегрально–дифференциальный
3
Стр.3
1. Исходные данные для расчета локальных систем автоматического
регулирования
В качестве исходных данных для расчета используются параметры,
характеризующие статистические и динамические свойства объекта
автоматизации, и требуемые показатели качества регулирования. Сведения о
свойствах объекта или берутся по справочным данным, или определяются
экспериментально на действующим агрегате. Требуемое качество
регулирования определяется особенностями технологических процессов. В
задании указываются следующие величины:
koб – коэффициент передачи объекта, единица измерения регулируемой
величины / % хода регулирующего органа;
Тoб – постоянная времени объекта, с;
τ – время запаздывания, с;
Δy – наибольший уровень возмущения в системе регулирования, % хода рег.
органа;
x1
д – допустимое максимальное динамическое отклонение регулируемого
параметра, единица измерения регулируемой величины;
xст
параметра, единица измерения регулируемой величины;
tрег
x
x
д – допустимое время регулирования, с;
100
1
2
– допустимое перерегулирование, %;
Δy – условия работы объекта и системы в целом, остальные величины –
требуемое качество регулирования.
Кривая разгона объекта при скачкообразном изменении входной
величины представлена на рис. 1. Структурная схема замкнутой САР с
запаздыванием представлена на рис. 2.
4
д – допустимое статистическое (остаточное) отклонение регулируемого
Стр.4