2. Моделирование несвязной системыуправления реактором

2.1. Структурный синтез сау

Выходными, подлежащими стабилизации, переменными, являются концентрация целевого компонента, температура в реакторе и уровень жидкости в реакторе.

Анализ структурной схемы объекта и результаты исследования динамических свойств реактора по различным каналам показывают, что аппарат относится к классу связанных объектов управления.

Таким образом, регулирование концентрации C_b предполагается осуществлять путем изменения потока - разбавителя v₂, температуры – потоком хладагента v_хл, уровня жидкости h – расходом жидкости на выходе из аппарата v.

Н иже представлена функциональная структура системы управления.

µ₁=

µ₂=

µ₃=

Рис. 2.1. Функциональная структурная схема несвязанного регулирования многомерного объекта

Где, C_b^з, t^з, V^з – заданные значения выходных переменных

Листинг программы, реализующей несвязанную систему управления реатором приведен в приложении 1.

2.2 Алгоритмический синтез

Поскольку объект по каналам регулирования характеризуется малым запаздыванием и является устойчивым, то целесообразно использовать ПИ-алгоритм регулирования:

(2.1)

При решении задач моделирования систем управления на ЭВМ необходимо иметь математическое описание объекта и регулятора, представленных в одинаковой форме – в виде обыкновенных дифференциальных уравнений. Так как для решения использовалась встроенная функция пакета MathCad Rkadapt для решения системы обыкновенных дифференциальных уравнений, то уравнение преобразовали в дифференциальную форму:

(2.2)

- значение регулирующего воздействия в статике.

Подставляя в данное уравнение значение ошибки регулирования из уравнения сумматора, получим уравнения работы регуляторов:

(2.3)

где

Выражения для , и dυ/dτ в (2.3) подставляются из уравнений математической модели объекта.

Следовательно, математическое описание системы управления реактором, примет следующий вид:

Значения выходных переменных в статике будут выступать в качестве начальных условий.

2.3 Параметрический синтез.

Настроечные параметры для регуляторов (1,2) были получены по исследованию динамических и статических характеристик системы. Для определения настроек регуляторов использовались коэффициенты передачи и постоянные времени, расчеты были проведены методом биномиальных коэффициентов. Для расчета регулятора 3 постоянная времени была взята меньше, чем по остальным каналам, предполагая то, что уровень регулируется значительно быстрее. Листинг программы по расчету настроек приведен в приложении 2.

Полученные настройки регуляторов приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Регулятор	Kp	Ти
1	-15,964	151,933
2	-1,393	56,141
3	-0,05	20