2.6. Моделирование системы с учётом нелинейного элемента

Нелинейным элементом является регулирующий вентиль, т. к. вентиль не может быть закручен более если труба перекрыта полностью, т.е насыщение, и малые движения не влияют на его положение, т. е. зона нечувствительности.

Рассчитаем параметры зоны нечувствительности и насыщения:

По заданию:

зона нечувствительности Δ = 0.05x_imax,

насыщение x_iнас = 0.5x_imax.

X_imax = 60, тогда Δ=3,

x_iнас = 15.

Нелинейная модель системы представлена на рисунке 22.

Рис. 22 – Нелинейная модель

Оценим влияние НЭ на переходные процессы по задающему и возмущающему воздействию и сравним их с линейной системой.

2.6.1. Оценка влияния нэ на переходные процессы при ступенчатом задающем воздействии

На рисунке 23 показаны графики переходных процессов при ступенчатом задающем воздействии:

Рис. 23 – Графики переходных процессов при ступенчатом задающем воздействии.

Получена система со следующими показателями качества:

время регулирования – t_рег = 12.5с.;

перерегулирование – % = 6 %.

ε_max= 1; y_max= 1.6.

ε_уст= 0; y_уст= 1.

2.6.2. Оценка влияния нэ на переходные процессы при ступенчатом возмущающем воздействии

На рисунке 24 показаны графики переходных процессов при ступенчатом возмущающем воздействии:

Рис. 24 - Графики переходных процессов при ступенчатом возмущающем воздействии

ε_max= 0; y_max= 0.034.

ε_уст= 0; y_уст= 0.

Сравнивая нелинейную и линейную системы, можно сказать, что после введения нелинейного элемента уменьшилось перерегулирование и время регулирования. Важно отметить, что система осталась устойчивой.

3. Заключение

В результате выполнения курсового проекта, была исследована система автоматического регулирования температуры воды на выходе теплообменника в тепломагистрали. Поставленная задача выполнена – устройство регулирования рассчитано. Полученная система обладает устойчивостью, хорошим быстродействием, грубостью к изменению параметров ОР. Ввод в систему НЭ не слишком сильно влияет на её работу.

Список использованных источников

1. Теория систем автоматического управления // В.А. Бесекерский, Е. П. Попов. Изд. 4-е. СПб.: Изд-во "Профессия», 2004. 752 с.

2. Конспект лекций по дисциплине «Локальные системы управления»// В. А. Терехов.

3.http://www.comfortcontrolsclub.ru/?c=5&PHPSESSID=91302517ad38e6dc18b344aa8a146433

4. http://kiparis-spb.ru/catalogue/item/1270/

5. http://npovalentina.ru/catalog/dev/3021/

6. http://www.tbnenergo.ru/rt_2

7. http://www.allstanki.ru/component/option,com_virtuemart/page,shop.product

_details/flypage,shop.flypage/product_id,1833/category_id,305/manufacturer_id,1/Ite mid,1/

8. http://www.1057567.ru/catalog.aspx?nid=842

Приложение а Спецификация элементов системы

• Теплообменник К26 (ОР) [3]

Изготовлен фирмой «Kromschroeder Comfort Controls».

Максимальная мощность 30 Вт, максимальная температура 110 °С.

• Термопара ТХК 008-015 (ТП) [4]

Изготовлена фирмой «КИПАРИС».

Диапазон изменяемых температур от -50 до +120 °С.

• Измерительный преобразователь ПИТ-180 [5]

Изготовлен фирмой «НПО Валентина».

Пределы изменения от 0 до +180 °С.

• Регулятор РТ-2 [6]

Изготовлен фирмой «ТБН Энергосервис».

Алгоритм регулирования ПИД, мощность 30 Вт, диапазон температур от -50 до 180 °С.

• Электропневматический серводвигатель PI 6.02 (EPH) [7]

Изготовлен фирмой «OGM Group».

Максимальная мощность 23 Вт., электромеханическая константа 0.63 с.

• Регулирующий вентиль 25ч945нж (РВ) [8]

Изготовлен фирмой «НПО Кондиционер».

Рабочая среда: вода, пар при температуре до 150 °С.