Материал: Методические указания для курсового проектирования по дисциплине «Локальные системы управления». Коровин К.В

2. Общие рекомендации к компьютерному моделированию

Основными задачами моделирования являются:

1. Определение основных характеристик линейной САУ (без учета НЭ) по задающему g(t) и возмущающему f(t) воздействиям: переходных функций h(t); переходных ошибок по заданию и возмущению ); косвенных показателей качества; чувствительности системы к изменениям параметров ОР.

2. Оптимизация параметров настраиваемых элементов САУ.

3. Оценка влияния нелинейности одного из устройств моделируемой системы и ее параметров на показатели качества.

4. Анализ результатов расчета и моделирования с представлением письменного отчета.

Содержание программы моделирования

1. Составление полной программной модели исследуемой системы.

2. Редактирование программы, выявление ошибок и корректировка.

3. Моделирование линейной модели системы (в модели НЭ заменяется на линейное усилительное звено с коэффициентом передачи k=1):

а) запуск системы по входному воздействию (ступенчатое, линейно нарастающее), просмотр переходных процессов , y(t), сигнала на входе НЭ и определение максимальных уровней анализ результатов на соответствие расчетному режиму работы и выявление причины несоответствия, если таковые наблюдаются;

7

б) изменение настраиваемых параметров относительно расчетных значений с просмотром прямых показателей качества переходных процессов, в результате чего выбрать лучший вариант параметров настройки и зафиксировать значения

в) качественная оценка чувствительности системы по п.б) к скачкообразным изменениям параметров ОУ относительно расчетных значений на Изменения производить последовательно для параметров во время переходных процессов. Проанализировать результаты оценки чувствительности;

г) моделирование системы по п. б) при возбуждении ее ступенчатым возмущающим воздействием и оценка показателей качества.

4. Моделирование системы с учетом НЭ предусматривает:

а) введение в моделируемую линейную систему взамен линейного звена с k=1 нелинейного звена типа "насыщение" с величиной зоны нечувствительности и величиной сигнала на входе, вызывающего насыщение

б) оценку влияния НЭ на переходные процессы по входному и возмущающему воздействиям в сравнении с линейной системой.

Примечание. В процессе моделирования зафиксировать графики и параметры переходных процессов.

8

ПРИЛОЖЕНИЕ

Темы заданий

Тема 1. Система автоматического регулирования температуры воды на выходе теплообменника в тепломагистрали

Описание системы.

Регулируемая величина y: температура воды ,C. Регулирующее воздействие u: расход холодной воды Q[м³/с]. Информация о температуре воды на выходе теплообменника ТО (поз. a на рис. П.1) поступает от термопары ТП.

Рис. П.1

9

Изменение расхода воды осуществляется регулирующим вентилем РВ (регулирующий орган (РО)) и электропневматическим серводвигателем EPS (исполнительное устройство (ИУ)).

Требуется рассчитать устройство регулирования с индикацией регулируемой рис. П.1 величины y (на рис. П.1 обозначение TIC).

Ф ункциональная схема системы регулирования с индикацией изображена на рис.П.1, поз. Б. Сигнал от термопары 001 через измерительный компенсационный мост 002 и измерительный преобразователь 010, где слабый сигнал от 001 преобразуется в унифицированный токовый сигнал , поступает на вход регулятора 050 и на показывающий прибор (индикатор) 031. Регулятор формирует сигнал управления U и через серводвигатель 060 и регулирующий вентиль 070 изменяет расход Q холодной воды. Преобразователь 010 и регулятор 050 питаются от трансформатора 011.

Исходные данные для расчета системы приведены в табл.П.1

10

Таблица П.1

11

Тема 2. Система автоматического регулирования разрежения газа в газопламенной печи

Описание системы.

Регулируемая величина y: разрежение (разность давления) [Па]. Регулирующее воздействие u: положение жалюзи [рад]. Информация о разрежении в печи Пч (поз. а на рис.П.2) поступает с датчика разности давлений PT. Положение жалюзи изменяется с помощью электрогидравлического серводвигателя EHS. Для этого необходимо использовать устройство регулирования с индикацией регулируемой величины PIC, параметры которого подлежат расчету.

Функциональная схема системы изображена на рис. П.2, поз. б.

Р ис. П.2

.

12

Регулятор формирует сигнал управления u и через серводвигатель 060 и жалюзи 070 воздействует на производительность насоса, отсасывающего дым из печи.

Датчик, серводвигатель (исполнительное устройство ИУ), индикатор и фильтр помех питаются от источника постоянного тока 012 (обозначено пунктиром), а сам источник и регулятор питаются от трансформатора 011.

Исходные данные для расчета системы приведены в табл.П.2.

13

Таблица П.2

14

Тема 3. Система автоматического регулирования давления газа в газоходе газопламенной печи

Описание системы.

Объект регулирования (ОР): газоходный тракт (далее газоход) конвертера. Регулируемая величина y: давление газа в газоходе, измеряемое датчиком давления PT [Па]. Регулирующее воздействие u: перемещение заслонки (регулирующий орган РО) с помощью электрогидравлического серводвигателя EHS (исполнительное устройство ИУ). Требуется рассчитать устройство регулирования (с возможностью индикации и регистрации) давления PIC (рис.П.3, поз. а).

Р ис. П.3

15

Функциональная схема системы автоматического регулирования давления показана на рис.П.3, поз. б. Информация о давлении подается на датчик давления 010 с последующим преобразованием изменения давления в унифицированный токовый сигнал I, который поступает на вход корректирующего фильтра 015 и далее на вход регулятора 050 с типовым алгоритмом регулирования (ПИ- или ПИД- регулятор). Регулятор формирует сигнал управления u и через серводвигатель 060 и заслонку 070 воздействует на расход газа. Датчик с преобразователем 010, серводвигатель 060, фильтр 015 и регулятор 050 питаются от источника 012, а сам источник и регулятор питаются от трансформатора 011. Для индикации и регистрации давления используется автоматический потенциометр 031.

Исходные данные для расчета системы приведены в табл.П.3.

16