2.4 Исследование свойств сар

2.4.1 Исследование инвариантности сар к возмущениям

В качестве возмущений будем рассматривать концентрацию вещества А на входе, температуру хладагента на входе и расход основного потока. Исследуем влияние этих возмущений на концентрацию целевого компонента и температуру в реакторе. На рис. 2.2-2.3 представлены переходные процессы регулирования при действии 20% ступенчатых возмущений. Качество процессов регулирования будем определять по динамической ошибке и времени регулирования. Результаты оценки качества регулирования переходных процессов представлены в приложении 3.

Пример процесса регулирования концентрации компонента В и температуры в аппарате при 20% возмущении по входной концентрации компонента А.

Рис. 2.2 Регулирование Сb. Регулирующая переменная V2.

τ_р=660 мин δ=0,017 моль/л

Рис. 2.3 Регулирование Tp. Регулирующая переменная Vhl.

τ_р=629 мин δ=1,3 С⁰

2.4.2 Исследование ковариантности сар с заданием

Исследовалось свойство ковариантности системы к изменениям заданий регуляторам. На рисунках 2.4-2.5 представлены переходные процессы регулирования при 20% ступенчатых изменений заданий. Качество процессов регулирования определялось аналогично предыдущему параграфу данной главы. Результаты оценки качества регулирования переходных процессов представлены в приложении 3.

Пример процесса регулирования концентрации компонента В и температуры в аппарате при 20% возмущении по заданию концентрации компонента В.

Рис. 2.4 Регулирование Сb. Регулирующая переменная V2.

τ_р=430 мин δ=0,04 моль/л

Рис. 2.5 Регулирование Tp. Регулирующая переменная Vhl.

τ_р=497 мин δ=3 С⁰

2.4.3 Исследование грубости несвязанной сар

Исследование влияния настроек регуляторов на качество процессов регулирования осуществлялось путем их изменения на 20% как в положительную, так и в отрицательную стороны. В качестве примера процесса регулирования возьмем регулирование концентрации компонента В и температуры в аппарате при воздействии возмущающего воздействия со стороны концентрации компонента А на входе и изменения задания концентрации компонента В. Результаты исследований оценки качества переходных процессов приведены в приложении 3.

Ниже приведен пример процесса регулирования концентрации компонента В и температуры в аппарате при изменении входной концентрации компонента А на 20%, а также при положительных и отрицательных изменениях настроек регуляторов по указанным каналам.

Изменение Кр регулятора концентрации целевого компонента +20%

Рис. 2.6 Регулирование Сb. Регулирующая переменная V2.

Τ_р=647 мин δ=0,013 моль/л

Изменение Кр регулятора концентрации целевого компонента -20%

Рис. 2.7 Регулирование Сb. Регулирующая переменная V2.

Τ_р=655 мин δ=0,016 моль/л

Изменение Ти регулятора концентрации целевого компонента +20%

Рис. 2.8 Регулирование Сb. Регулирующая переменная V2.

Τ_р=761 мин δ=0,014 моль/л

Изменение Ти регулятора концентрации целевого компонента -20%

Рис. 2.9 Регулирование Сb. Регулирующая переменная V2.

Τ_р=620 мин δ=0,136 моль/л

И зменение Кр регулятора температуры в реакторе +20%

Рис. 2.10 Регулирование Тр. Регулирующая переменная Vhl.

Τ_р=435 мин δ=1,15 С⁰

Изменение Кр регулятора температуры в реакторе -20%

Рис. 2.11 Регулирование Тр. Регулирующая переменная Vhl.

Τ_р=380 мин δ=1,65 С⁰

И зменение Ти регулятора температуры в реакторе +20%

Рис. 2.12 Регулирование Тр. Регулирующая переменная Vhl.

Τ_р=587 мин δ=1,5 С⁰

Изменение Ти регулятора температуры в реакторе -20%

Рис. 2.12 Регулирование Тр. Регулирующая переменная Vhl.

Τ_р=582 мин δ=1,25 С⁰

Вывод

Нами был проведен синтез несвязной системы управления. Также было разработана математическая модель и программа моделирования процесса регулирования. Были исследованы свойства инвариантности, ковариантности и грубости системы. По показаниям исследований были определены критерии качества регулирования. Исследовав их значения можно сделать вывод о том, что, в рассмотренном нами, диапазоне возмущений и изменений заданий линейные регуляторы устойчивы, т.к. все переходные процессы затухающие, инвариантны к возмущениям, ковариантны к заданиям. Также можно говорить о грубости САР, т.к. при значительном изменении настроек регуляторов она обеспечивает удовлетворяющие нас критерии качества.

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

38