Исследование автоматической системы регулирования теплового объекта

Тип работы:
Лабораторная работа
Предмет:
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Отчет о лабораторной работе № 1

«Исследование АСР теплового объекта»

по курсу

«Теория автоматического управления»

Выполниил: ст. гр. АГ-10−01 Касимов А. С.

Бекмурзин М.К.

Проверил: ассистент Таушева Е. В.

Уфа 2012

1. Цель работы: Исследование основных принципов и свойств простейшей АСР.

2. Схема и описание установки

функциональная схема АСР

Исследуемая АСР состоит из объекта регулирования, датчика температуры (термопары), цифрового регулятора и исполнительного устройства (усилителя мощности).

Объект управления — проточная емкость для нагрева воды.

Регулируемая величина (у) — температура выходящей воды. Ею можно управлять, изменяя сигнал на усилитель мощности электронагревателя — это управляющее воздействие (u). Равномерность нагрева воды обеспечивает мешалка.

Возмущающими воздействиями (f) являются: температура входящей воды, окружающая температура и др.

Значение регулируемой величины показывает и регистрируется в тренажере в окне трендов (графиков).

3. Описание регулятора

работа в ручном режиме

В данной АСР используется цифровой регулятор. Он может работать в 2-х режимах: ручном и автоматическом. Переключение осуществляется кнопкой «руч/авт». На ней же отображается текущий режим: если цвет надписи красный — регулятор в ручном режиме, если зеленый — в автоматическом. С помощью регулятора в АСР может быть реализован один из 4-х, так называемых, типовых законов регулирования: П, ПИ, ПД, ПИД. Передаточная функция регулятора:

где Кр, Кi, Кd — настройки регулятора, соответственно пропорциональный, интегральный и дифференциальный коэффициенты.

Например, при реализации ПИ регулятора, Кd = 0 (Д-составляющая), Кр, Кi, — ненулевые значения (П и И-составляющие).

Когда регулятор работает в ручном режиме, обратная связь отсутствует и оператор может непосредственно изменять сигнал на исполнительное устройство. В автоматическом режиме обратная связь включена и сигнал на клапан определяется регулятором в зависимости от ошибки регулирования е (е = х — у).

4. Результаты эксперимента

Ручной режим.

Цель работы — в ручном режиме вывести объект на статический режим с температурой Т = Тзад. с точностью +5 0С.

1. Тзад. = 45 0С

2. Изменяя значение мощности (u,%) и следя за изменениями регулируемой величины (температуры, 0С), устанавливаем заданное значение температуры.

3. Записываем полученные данные в таблицу

Тзад., 0С

45

u, %

38,5

4. График, полученный в результате работы:

Автоматический режим.

550С

Кр

Кi

Кd

20

1,20

1,20

Номер опыта

Задание

Настройки регулятора

Кр

Кi

Кd

1

450С

10. 00

1. 20

1. 20

2

550С

20. 00

1. 20

1. 20

3

60 0С

10. 00

2. 20

1. 20

4

50 0С

10. 00

1. 20

2. 20

Опыт 1:

Опыт 2:

Опыт 3:

Опыт 4:

П-закон: Kd = 0; Ki = 0; Kp = 0; Т = 75 0С

Пи-закон: Kd = 0; Ki = 1,20; Kp = 10. 00 Т = 50 0С

Расчет настроек по методу Циглера-Никольса

Ккр = 20. 00; Ткр = 8 с

Регулятор

Настройки регулятора

Кр

Кi

Кd

П

10

-

-

ПИ

9

1,44

-

ПИД

12

3,2

11,25

П

ПИ

ПИД

автоматический система регулирование термопара

Вывод: Мы исследовали простейшую автоматическую систему регулирования, посмотрели как влияют на нее различные возмущающие и управляющие воздействия. Пытались управлять печью вручную и автоматически — результаты показали на трендах. Нарисовали графики переходных процессов и установили, что лучшим регулятором является ПИД-регулятор.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой