Курсовая работа: Автоматизування змішувальної установки на основі одноконтурних систем регулювання

Рис. 4. Функціональна схема автоматизації змішувальної установки

3.5 Синтез автоматичної системи регулювання

3.5.1Розробка структурної схеми АСР і математичних моделей

Згідно зі завданням потрібно виконати параметричний синтез АСР рівня рідини в установці. Структурна схема одноконтурної системи стабілізації рівня рідини показана на рис. 5.

Рис. 5. Структурна схема АСР стабілізації рівня рідини.

Порядок синтезу АСР буде наступним.

1.Розробимо або виберемо передавальні функції всіх динамічних ланок АСР. Так як згідно з умовою для стабілізації рівня необхідно використати ПІ-регулятор, то його передавальна функція має вигляд , де і - коефіцієнт підсилення та час інтегрування регулятора - є настроювальними параметрами.

Виконавчий механізм представляє собою електродвигун постійного струму. З деяким наближенням передавальну функцію для двигуна запишемо у вигляді , де - коефіцієнт передачі виконавчого механізму, - постійна часу.

Регулюючий орган, підсилювачі напруги та потужності рахуватимемо як підсилювальні динамічні ланки, для яких передавальні функції приймаємо наступними:

, і .

Згідно зі завданням технологічний об'єкт керування (ТОК) описується наступною передавальною функцією:

,

де - коефіцієнт передачі, постійні часу та час чистого запізнення об'єкта відповідно.

Рівень в установці вимірюється тензометричним датчиком, який можна представити підсилювальною динамічною ланкою. Тому передавальна функція датчика рівня (передавальні функції для інших датчиків вимірювання технологічних параметрів вибираються з методичних вказівок до виконання курсової роботи з дисципліни “Технологічні вимірювання та прилади”).

2.Знаходимо еквівалентну передавальну функцію замкненої системи регулювання по каналу завдання:

.

3.Знаходимо передавальну функцію еквівалентного об'єкта керування

.

Підставивши в останнє рівняння вищеназвані передавальні функції, маємо

З рівняння видно, що еквівалентний об'єкт керування описується диференціальним рівнянням пятого порядку. Останнє рівняння запишемо в такій формі:

де

;

- передавальна функція ланки чистого запізнення.

Перехідний процес для еквівалентного об'єкта керування та АСР розраховуватимемо методом квадратур.

3.5.2 Основи методу квадратур

Передавальну функцію еквівалентного об'єкта керування ідентифікуємо до рівняння другого порядку.