Синтез системы автоматич.регулирования давления пара в сушильной группе буиагоделательной машины.

Содержание
1. Исходные данные
2. Расчет непрерывной системы регулирования
2.1 Составление функциональной схемы автоматической системы
2.2 Получение моделей элементов системы
2.3 Структурная схема системы регулирования
2.4 Построение области устойчивости системы
2.5 Расчет параметров системы по заданному критерию качества
2.6 Переходные процессы системы на заданный вид воздействия
2.7 Определение показателей качества процесса управления
3. Выводы
4. Список литературы

Далее по полученной формуле строим график.
Рис. 36 График значений определителя Неймарка
Как видно из графика, при положительных значениях частоты величина Δ (ω) – отрицательная, и наоборот.
Далее, в соответствии с правилами штриховки, производим штриховку границы устойчивости и особой прямой. Результат представлен на рисунке 37.
Рис. 37 Область устойчивости системы в плоскости варьируемых параметров
2.5 Расчет параметров системы по заданному критерию качества
Передаточная функция регулятора:
Передаточная функция разомкнутой системы без регулятора:
Передаточная функция разомкнутой системы с регулятором:


Рис. 38 Линии равного значения степени колебательности в плоскости варьируемых параметров
Рис. 39 Переходные процессы системы при заданных значениях степени колебательности
2.6 Переходные процессы системы на заданный вид воздействия
Требования к качеству проектируемой системы:
1. Точность поддержания давления в сушильном цилиндре ε=0,2 кг/см2; 2.Максимальное значение степени колебательности m=0,24;
Для построения графиков переходных процессов моделируем систему в программе VisSim.
Рис. 40 Модель системы в программе VisSim
Далее строим графики переходных процессов на задающее воздействие (Δg(t)= 0,4 кг/см2) при К1=30, К2=9, m≤0,24.
Рис. 41 Графики переходных процессов на задающее воздействие

Где 1 – регулируемая величина; 2 – ошибка регулирования;
3 – регулирующее воздействие.
Далее строим график переходного процесса на возмущающее воздействие (Δf2 (t)= 0,9 кг/см2) при К1=30, К2=9, m≤0,24, время подачи возмущения t=80 с.
Рис. 42 Переходный процесс по возмущению
Из графика видно, что динамическая ошибка по возмущению составляет 0,15 кг/см2 т.е. требования к качеству проектируемой системы по точности поддержания давления в сушильном цилиндре ε=0,2 кг/см2 выполняются.
2.7 Определение показателей качества процесса управления
Рис. 43 Показатели качества процесса управления
1. Точность работы системы в установившемся режиме.
Как видно из графика переходного процесса статическая ошибка равна нулю (за счет интегральной составляющей ПИ-регулятора).
2. Быстродействие системы – по времени переходного процесса, т.е. времени окончательного вхождения регулируемой величины в интервал Δ=±5% от установившегося значения. Эта величина составляет 42 с.
Рис. 44 Определение быстродействия системы
3. Запас устойчивости, склонность системы к колебаниям – по перерегулированию, степени затухания, по числу колебаний регулируемой величины за время переходного процесса.
Перерегулирование σ - величина, равная отношению первого максимального отклонения управляемой величины x(t) от ее установившегося значения x(∞) к этому установившемуся значению:
Колебательность N – число переходов управляемой величины x(t) через ее установившееся значение x(∞) за время переходного процесса tр N =5.
Степень затухания , определяется первой А1 и третьей А3 амплитудами колебаний:
3. Выводы
В ходе курсового проектирования была исследована система автоматического регулирования давления пара в сушильной группе бумагоделательной машины. В результате были исследованы звенья, входящие в систему, исследована устойчивость системы и найдены настройки ПИ-регулятора (К1=30, К2=9), обеспечивающие заданное качество регулирования (ε=0,15 кг/см2<0,2 кг/см2, m≤0,24). Для повышения качества работы системы, увеличения быстродействия и снижения колебательности вместо ПИ-регулятора можно применить ПИД-регулятор.

4. Список литературы
1. Селянинова Л. Н. Теория автоматического управления: учеб. пособие / Л. Н. Селянинова, В.Н. Леонтьев – Л.: ЛТА, 1982. – 108 с.
2. Воронов, А. А. Основы теория автоматического регулирования и управления: учеб. пособие для вузов / А. А. Воронов, В. К. Титов, Б.Н.
Новогранов – М.: Высшая школа, 1986. – 519 с.
3. Иващенко Н.Н. Автоматическое регулирование. Теория и элементы систем: учебник для вузов / Н.Н. Иващенко. – Изд. 4-е, перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1978. – 736 с.
4. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления: Учеб. пособие для втузов/ Е.П. Попов – М.: Машиностроение, 1989. – 423 с.
5. http://www.vissim.com/
3