Предварительная настройка алгоритмическим методом

Алгоритмический метод заключается в поочередном подборе значений
настроечных параметров КУО при изменениях нагрузки объекта регулирования на 10%-15%..

Настройка данным методом САР частоты вращения производится следующим образом:

1 Устанавливается очередное значение одного из настроечных параметров
(k_pm, T_im, T_dm).

2 Задается начальная нагрузка ОР (количество жидкости Gco= 50%) вся САР выводится на установившийся режим при данной нагрузке ОР.

3 Нагрузка ОР уменьшается на выбранную величину dGco= 15% и регистрируется изменение регулируемой величины (частота вращения Rb ) до выхода САР на новый установившийся режим.

4 Задается начальная нагрузка ОР Gco и регистрируется изменение частота вращения Rb до выхода САР на исходный установившийся режим.

5 Оцениваются показатели переходных процессов по регулируемой

величине Rb.

6 По результатам оценки выполняется одно из следующих действий:
- продолжение настройки данного параметра (переход к п.1),
- переход к настройке следующего параметра (переход к п.1),
- окончание настройки.

Алгоритм настройки (на каждом из последующих этапов выполняются перечисленные выше операции):

1 Настройка коэффициента пропорциональности k_pm.

1.1 Задаются начальные значения параметров КУО:

- минимальный коэффициент пропорциональности k_pm =1 согласно
таблице 3.2;
- отключается интегрирование (кнопкой) и дифференцирование (задается
T_dm =0).

Таким образом, КУО становится пропорциональным.

Графики переходных процессов в САР для данного варианта
настройки приведены на рис. 3.1.

Поскольку переходный процесс по частоте вращенияимеет монотонный вид (максимальное динамическое отклонение dRb= 0) необходимо увеличивать коэффициент пропорциональности.

1.2 При k_pm =5 переходный процесс по Rb имеет апериодический вид с небольшим максимальным динамическим отклонением dRbm= 0,4. Поэтому настройку коэффициента пропорциональности
можно предварительно считать законченной.

Рис. 3.1Переходные процессы при настройке k_pm:

На установившихся режимах при различных нагрузках САР регулируемая величина Rb принимает различные значения. Следовательно, КУО с П законом регулирования является статической (имеет статическую ошибку).

2 Настройка времени дифференцирования T_dm.

2.1 Задаются начальные значения параметров КУО:

- коэффициент пропорциональности k_pm =5,
- время дифференцирования T_dm =0,2 с

Таким образом, КУО становится пропорционально-интегрально-
дифференциальным.

Графики переходных процессов в САР для данного варианта
настройки приведены на рис. 3,2

Из этих графиков следует, что включение дифференцирования при
T_dm =0,2 с сглаживает колебательность переходных процессов.

Рис. 3,2 Переходные процессы при настройке T_dm:

ПИД закон, T_dm- расчетное.

С целью усиления положительного эффекта дифференцирования были получены переходные процессы при T_dm =0,5 с, показанные на рис. 3,3 Из графиков следует, что такое увеличение практически устраняет колебательность переходного процесса.

Рис. 3,3 Переходные процессы при настройке T_dm:
ПИД закон, T_dm =0,5 с.

Дальнейшее увеличение T_dm до 5 с, дает переходные процессы при уменьшении расхода топлива с 90% до 10% и система становится неустойчивой.Таким образом, в результате настройки принимаются следующие значения параметров КУО:

3 Настройка времени интегрирования T_im.

3.1 Задаются начальные значения параметров КУО:

- коэффициент пропорциональности k_pm =5,

- время дифференцирования T_dm =0,5 с
- максимальное время интегрирования T_im =10 с согласно таблице 3.1;
- подключается интегрирование (кнопкой),

Таким образом, КУО становится пропорционально-интегральным.

Графики переходных процессов в САР для данного варианта
настройки приведены на рис. 3.4

Поскольку переходный процесс по частоте вращения имеет апериодический вид необходимо уменьшать время интегрирования.

3.2 При T_im =10 с переходный процесс по Rb, становится заметно колебательным. Поэтому настройку времени интегрирования можно считать законченной.

На установившихся режимах при различных нагрузках САР регулируемая величина Rb принимает одно и то же значение с погрешностью, определенной зоной нечувствительности усилителя. Следовательно, после включения интегрирования в КУО система регулирования стала астатической (без статической ошибки).

Рис. 3.4 Переходные процессы при настройке T_im:

- коэффициент пропорциональности k_pm =5,
- время интегрирования T_im =10 с,
- время дифференцирования T_dm =0,5 с.

3.2 Проверка работы системы регулирования

Проверка полученных значений настроечных параметров КУО производилась по переходным процессам, вызванным возможно большим скачкообразным изменением нагрузки котла- количество жидкости Gco:
- а) увеличение Gco максимальное.
- б) увеличение Gco минимальное.

Рис 3,5 Графики проверки следящей системы.

Переходные процессы для значений настроечных параметров, определенных на этапе предварительной настройки, показаны на рис. 3.5 Для этих значений параметров максимальное динамическое отклонение объема жидкости было получено на режиме уменьшения нагрузки и составило dGb =9,9%, что не превышает предельно допустимую величину dGb =10%.

Следовательно, определенные на предыдущем этапе настроечные параметры не обеспечивают требуемое качество работы системы регулирования частота вращения турбонасоса

Дата добавления: 2015-09-04