Зміст Вступ...........................................................................................................................3 1 Вихідні данні............................................................................................................5 2 Визначення динамічних характеристик об’єкта регулювання...........................5 3 Визначення передаточної функції об’єкта регулювання....................................5 4 Побудова амплітудно-фазової характеристики об’єкта......................................8 5 Вибір регулятора......................................................................................................8 6 Динамічний розрахунок АСР...............................................................................10 7 Побудова перехідного процесу в АСР.................................................................17 Список літератури...................................................................................................23
					КР КТТД 00.00.05 ПЗ і Р
Зм	Лист	№ докум.	Підпис	Дата
Розробив		Гацько Г.О			Розрахунок автоматичної системи регулювання температури перегрітої пари	Літ.			Лист	Листів
Перевірив		Онищенко О.В.					у		2	23
Н.контр.						10-4-ТЕ
Затвердив

1 Вихідні данні Таблиця 1

№	Тип котла	Хвх, т/г	О, с	t, С	Хвих (t), С
5	БКЗ-160	3,25	5	5	0 0,1 0,3 0,4 0,7 0,9 1,18 1,4 1,6 1,72 1,85 1,96 2 2,1 2,15 2,18 2,19 2,2 2,2 2,2

2 Визначення динамічних характеристик обʼєкта регулювання

За допомогою вихідних даних будуємо нормальну криву розгону Х_вих (t) рисунок 3.

2.1 Постійна часу обʼєкта Т_ОБ=45 с. (2.1)

2.2 Повне запізнювання

_об= _о+ _е=5+6=11 с. (2.2)

2.3 Коефіцієнт передачі обʼєкта

К_об=ΔХ_вих(∞)/ΔХ_вх=2,2/3,25=0,677 мВ/т/год (2.3)

2.4 Швидкість розгону

 = К_об/Т_об = 0,677/45 = 0,015 мВ/т/год (2.4)

2.5 Коефіцієнт самовирівнювання

 = 1/К_об = 1/0,677 = 1,477 т/год/мВ (2.5)

3 Визначення передаточної функції об’єкта регулювання

Як правило, пароперегрівач котла представляє собою обʼєкт із самовирівнюванням та транспортними запізнюваннями.

Передаточна функція такого об’єкта в загальному вигляді дорівнює:

К_об (Р) = К_об · К(Р)₁ · К(Р)₂ (3.1)

В залежності від характеру кривої розгону загальний вигляд безрозмірна передаточна функція може бути:

W_об(Р)₂ = К_об/(а₃Р³ + а₂Р² + а₁Р +1)(3.2)

Значення сталих коефіцієнтів а₁, а_2, а₃, b₁ беремо з роздруківки №1, тоді передаточна функція має вигляд:

W_об(Р)₂ = 0,677/(624,732 · Р³ + 318,888 · Р² + 30,84 · Р)

4 Побудова амплітудно-фазової характеристики

об’єкта

Для пароперегрівника котла БКЗ - 160 за умовами вихідних даних кривої розгону (рисунок 3), передаточної функції частотні характеристики мають вигляд:

АЧХ:

мВ/т/год (4.1)

ФЧХ:

град (4.2)

Годограф АФХ, відповідний цим частотним характеристикам, наведений на рисунку 4.

5 Вибір регулятора (закону регулювання)

Динамічні параметри пароперегрівника котла БКЗ-160:

К_об = 0,677 МВ/т/год;

Т_об=45 с;

_об= 11 с;

тоді співвідношення _об/Т_об= 11/45 = 0,244.

Динамічний коефіцієнт регулювання для статичного обʼєкта – пароперегрівника визначається за формулою:

(5.1)

За номограмами для статичних об’єктів одержуємо, що значення R_d= =0,26при_об/Т_об= 0,244 і перехідному процесі з 20%-м перерегулюваннямзабезпечує ПІ-регулятор.

Час регулювання для ПІ-регулятора і типового процесу з 20%-м перерегулюванням знаходимо при _об/Т_об = 0,244 і t_p/_об = 12.

t_p = 12 · _об = 12 · 11 = 132 с.

Статична помилка для ПІ-регулятора ΔХ_ст = 0.

6 Динамічний розрахунок аср

6.1 Динамічний розрахунок АСР з серійним промисловим регулятором полягає в визначенні його настроєк, які забезпечують задану якість перехідного процесу.

Для ПІ-регулятора параметрами настроєк є К_р – коефіцієнт передачі і Т_і - час ізодрому.

Коефіцієнт передачі регулятора:

т/ч/ С (6.1)

Час ізодрому

,с (6.2)

6.2 Визначення значень оптимальної настройки регулятора по АФХ обʼєкта.

Передаточна функція для ПІ-регулятора:

(6.3)

Замінивши p на iω, одержимо АФХ ПІ-регулятора:

(6.4)

В загальному випадку АФХ розімкнутої системи з ПІ-регулятором буде:

(6.5)

ω, рад/с	Аоб(ω), мВ/т/год	ΔАоб(ω) для часу ізодрому Тi , с
		20	25	30	35
0,0554	0,422	0,381285	0,305028	0,25419	0,217877
0,06925	0,338	0,244456	0,195565	0,162971	0,139689
0,0831	0,269	0,162232	0,129786	0,108155	0,092704
0,09695	0,215	0,111252	0,089002	0,074168	0,063573
0,1108	0,174	0,078651	0,062921	0,052434	0,044943

Таблиця 2 - Значення ΔА(ω) для побудови АФХ розімкнутої системи(Рисунок 5)

Таблиця 3 - Значення коефіцієнта передачі регулятора

Тi , с	r, мВ/т/год	Кр, т/год/мВ
20	0,65	1,5384
25	0,55	1,8181
30	0,47	2,1276
35	0,43	2,3255

Координати точки дотику:

К_{р опт} = 1,54 т/год/мВ; Т_i = 20,1 c (Рисунок 6).

6.3 Розрахунок і побудова АФХ розімкненої системи при оптимальних

параметрах настройки регулятора.

АФХ для ПІ-регулятора приводимо до вигляду:

(6.6)

Звідки для ПІ-регулятора:

АЧХ - (6.7)

ФЧХ - (6.8)

Визначаємо частотні характеристики А(ω) і φ(ω) розімкненої системи (Рисунок 7). Розрахунок зводимо до таблиці 4.

Таблиця 4 – Розрахунок АФХ замкнутої АСР при збуренні зі сторони рег. органу

ω, рад/с	Wоб(iω)		1+Wроз(iω)		Wз(iω)
	Аоб(ω), мВ/т/год	φоб(ω), град	Азн(ω), мВ/т/год	φзн(ω), град	Аз(ω), мВ/т/год	φз(ω), град
0	0,677	0	0	-90	∞	90
0,0139	0,6568	-28,35	9,3	-68	0,0706	39,65
0,0278	0,5989	-56,01	5,4	-52	0,1109	-4,01
0,0417	0,5145	-81,93	4,1	-39	0,1254	-42,93
0,0556	0,4224	-105,11	3,6	-23	0,1173	-82,11
0,0695	0,3385	-125,18	3,6	-12	0,094	-113,18
0,0834	0,2696	-142,4	3,8	-5	0,0709	-137,4
0,0973	0,2157	-157,29	4	0	0,0539	-157,2
0,1112	0,1742	-170,36	4,3	2	0,0405	-172,36
0,1251	0,1424	-182,04	4,4	3	0,0323	-185,04
0,139	0,1178	-192,63	4,7	4	0,025	-196,63
0,1529	0,0985	-202,39	4,8	3	0,0205	-205,39
0,1668	0,083	-211,48	5,1	2	0,0162	-213,48