Расчет динамических характеристик системы управления температурой в варочных колоннах

О качестве управления технологическими процессами принято судить по виду динамических характеристик замкнутых систем управления, к которым относятся как частотные, так и временные характеристики этих систем.

Чтобы определить указанные характеристики необходимо вначале построить математическую модель управляемого объекта, для чего на его вход подается единичное ступенчатое воздействие , а на выходе снимается кривая разгона (переходная характеристика объекта), представленная на рис. 6.1.

Рис. 6.1. График кривой разгона для объекта управления.

На основании кривой разгона можно определить передаточную функцию объекта по каналу управления температурой. Для этого в точке перегиба кривой разгона проводят касательную и определяют длины отрезков и , отсекаемые этой касательной от временной оси и от пунктирной линии соответственно. Кроме того, по кривой разгона определяют также значение коэффициента передачи объекта по формуле

.

В рассматриваемом случае было установлено, что

; ; . (6.1)

На основании полученных значений параметров кривой разгона было определено искомое выражение для передаточной функции объекта для канала управления температурой

. (6.2)

Используя выражение (6.2) и равенства (6.1), а также полагая, что

, (6.3)

для уравнения (4.14) получим графическое решение, представленное на рис. 6.2.

Рис. 6.2.

В результате установим, что

. (6.4)

Принимая во внимание выражения (4.15) и (4.16), а также равенства (6.1) - (6.4) определим оптимальные значения параметров настройки ПИ регулятора

; . (6.5)

На рис. 6.3 и 6.4 представлены графики амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) замкнутой системы управления и по каналам и .

Рис. 6.3. АЧХ замкнутой системы по каналу .

Согласно рис.65.3 установим, что показатель колебательности замкнутой системы , определяемый равенством

, (6.6)

принимает следующее значение:

. (6.7)

Поскольку для обеспечения требуемого запаса устойчивости системы показатель колебательности должен удовлетворять неравенству

Лучшие статьи по информатике

Приборы общего и специального назначения со встроенными микропроцессорами для измерения физических величин
Микропроцессорная техника получает все большее применение в приборостроении. Применение микропроцессоров (МП) преобразует измерительные приборы в «интеллект ...

Программно управляемый генератор сигнала типа меандр сверхнизкой частоты на микроконтроллере
является 8-ми разрядным CMOS микроконтроллером с низким уровнем энергопотребления, основанным на усовершенствованной AVR RISC архитектуре. Благодаря выполне ...

Проектирование системы атмосферной оптической связи
В настоящее время на мировом рынке САОС прочно заняли определенную нишу, так как эта технология является вполне достойным конкурентом стационарной радиосвя ...