Лабораторная работа №2
Исследование характеристик объекта регулирования с запаздыванием
Цель работы: получение переходной характеристики объекта регулирования в виде инерционного звена II порядка с запаздыванием с помощью пакета Vissim.
Содержание работы
f1
f2
хзд
Wр(р)
Wоб(р)
у(t)
Хзд - единичное ступенчатое задающее воздействие;
–
передаточная функция ПИ регулятора;
- передаточная функция объекта
регулирования
в виде инерционного звена II
порядка с запаздыванием;
f1 – внутреннее возмущение;
f2
– крайнее внешнее возмущение, которое
представлено в виде инерционного звена
I
порядка: 
.
Моделирование переходных процессов одноконтурной САР производим на ЭВМ с помощью программы VisSim 6.0. Модель составляется с помощью элементарных типовых звеньев, сумматоров, блока единичного скачка. На один из входов (Хзд, f1, f2) подаём единичный скачок, а выходной сигнал подаём на вход самопишущего блока «plot», с помощью которого видно, как изменяется выходной сигнал САР во времени. С помощью графика переходного процесса определяем прямые показатели качества.
Порядок выполнения работы
1.Произвести расчет оптимальной динамической настройки регулятора.
А) Расчет ПИ – регулятора методом полной компенсации (МПК) для объектов с запаздыванием на оптимальную отработку Хзд и f2:
Б) Расчет ПИ – регулятора модифицированным методом частичной компенсации (ММЧК) на оптимальную отработку f1:
2.В
программе VisSim
6.0 составить структурную схему САР. В
блоки регулятора и объекта регулирования
помещаем соответственные передаточные
функции 
3.Получаем графики оптимальных переходных процессов САР при основных воздействиях Хзд, f1 и f2.
Графики расчёта Пи регулятора
Метод полной компенсации Хзд
Метод
частичной компенсации по f1
Метод частичной компенсации f2
4.По графику отработки скачка задания Хзд определяем прямые показатели качества, которые записываем в таблицу.
-
ППК
Значение
t1
73
tp
237
m
2
10
Вывод: использовали методы расчёта ПИ регулятора при помощи: метод полной компенсации, метод частичной компенсации, построили графики отр. Хзд, F1 и F2.
Рассчитывае-мая величина |
|
||||
Температура газа на входе в ШП |
|
|
|
|
|
Энтальпия газа на входе в ШП |
|
|
По
|
|
|
Температура пара на входе в ШП |
|
|
|
|
|
Энтальпия пара на входе в ШП |
|
|
|
|
|
Температура пара на выходе из ШП |
|
|
Принимаем |
|
|
Энтальпия пара на выходе из ШП |
|
|
По табл.25-(3) |
|
|
Лучистое тепло, воспри-нятое из топки ШП |
|
|
|
|
|
Коэффициент распределения тепла по высоте топки |
|
––– |
По табл. 4.10(2)
|
|
|
Тепло, воспри-нятое ШП по уравнению теплового ба-ланса |
|
|
(87) |
|
|
Энтальпия газов на вы-ходе из ШП |
|
|
|
|
|
Температура газов на вы-ходе из ШП |
|
|
По диаграмме |
|
|
Средняя температура газов в ШП |
|
|
|
|
|
Средняя температура пара в ШП |
|
|
|
|
|
Скорость газов в ШП |
|
|
|
|
|
Скорость пара в ШП |
|
|
|
|
|
Удельный объем пара |
|
|
По табл.25-(3) |
|
|
Коэффициенты ослабления лучей: |
|||||
- трехатом-ными газами |
|
|
|
|
|
-
Продолжение
таблицы 7.2.2
|
|
|
|
|
|
-коксовыми частицами |
|
|
Принят |
|
|
-продуктами сгорания |
|
|
|
|
|
Оптическая толщина излучающего слоя |
|
––– |
|
|
|
Коэффициент ослабления лучей |
|
––– |
|
|
|
Коэффициенты теплоотдачи: |
|||||
-конвекцией от поверх-ности к обо-греваемой среде |
|
|
|
|
|
-излучением продуктов сгорания |
|
|
|
|
|
-конвекцией от газов к поверхности |
|
|
|
|
|
Коэффициент загрязнения |
|
|
Принимаем по рис.6.15-(2) |
|
|
Коэффициент использования |
|
––– |
Принимаем по рис.6.17-(2) |
|
|
Температура загрязненной стенки |
|
|
(96) |
|
|
- от газов к стенке |
|
|
|
|
|
Коэффициент теплопередачи |
|
|
(98) |
|
|
Температурный напор в ШП |
|
|
|
|
|
Тепловосприятие ШП по уравнению теплопередачи |
|
|
|
|
|
Отношение ве-личин тепло-восприятий |
|
% |
|
|
|
диаграмме
(86)
(88)
(89)
(90)
(91)
(92)
(93)
(94)
(95)
(97)
(99)
(100)
(101)
7.3 Расчет конвективного пароперегревателя первой ступени
Таблица 7.3.1 Конструктивные характеристики КП1
Рассчитываемая величина |
Обо-значе-ние |
Размер-ность |
Формула или обоснование |
Расчет |
Диаметр и толщина стен труб |
|
|
По чертежу |
|
Шаги: |
|
|
|
|
-поперечный |
|
|
По чертежу |
|
-продольный |
|
|
По чертежу |
|
Количество змеевиков поперек газохода |
|
|
По чертежу |
|
Длина змеевика |
|
|
По чертежу |
|
Полная поверхность нагрева КП1 |
|
|
|
|
Относительные шаги: |
||||
-поперечный |
|
––– |
|
|
-продольный |
|
––– |
|
|
Живое сечение для прохода газов |
|
|
|
|
Живое сечение для прохода пара |
|
|
|
|
Толщина излучающего слоя |
|
|
|
|
(102)
(103)
Таблица 7.3.2 Тепловой расчет КП1
Рассчитывае-мая величина |
Обо-значе-ние |
Размер-ность |
Формула или обоснование |
Расчет |
Температура пара на входе в КП1 |
|
|
|
|
Энтальпия пара на входе в КП1 |
|
|
По табл.25-(3) |
|
Падение энтальпии пара в ВПР1 |
|
|
Задаемся |
|
Энтальпия пара на входе в КП1 |
|
|
|
|
Температура пара на входе в КП1 |
|
|
По табл.25-(3) |
|
Температура пара на выходе из КП1 |
|
|
Принимаем |
|
Энтальпия пара на выходе из КП1 |
|
|
По табл.25-(3) |
|
Тепловос-приятие КП1 по уравнению теплового ба-ланса |
|
|
|
|
Температура газа на входе в КП1 |
|
|
|
|
Энтальпия газа на входе в КП1 |
|
|
По диаграмме |
|
Энтальпия газов на вы-ходе из КП1 |
|
|
|
|
Температура газов на вы-ходе из КП1 |
|
|
По диаграмме |
|
Средняя температура газов в КП1 |
|
|
|
|
Средняя температура пара в КП1 |
|
|
|
|
Скорость газов в КП1 |
|
|
|
|
Скорость пара в КП1 |
|
|
|
|
Удельный объем пара |
|
|
По табл.25-(3) |
|
Коэффициенты ослабления лучей: |
||||
- трехатом-ными газами |
|
|
|
|
-
Продолжение
таблицы 7.3.2
|
|
|
|
|
-коксовыми частицами |
|
|
Принят |
|
-продуктами сгорания |
|
|
|
|
Оптическая толщина излучающего слоя |
|
––– |
|
|
Коэффициент ослабления лучей |
|
––– |
|
|
Коэффициенты теплоотдачи: |
||||
-конвекцией от поверх-ности к обо-греваемой среде |
|
|
|
|
-излучением продуктов сгорания |
|
|
|
|
-конвекцией от газов к поверхности |
|
|
|
|
Температура загрязненной стенки |
|
|
|
|
Коэффициент использования |
|
––– |
Принимаем по табл.6.1-(2) |
|
Коэффициент тепловой эффективности |
|
––– |
Принимаем по табл.6.4-(2) |
|
- от газов к стенке |
|
|
|
|
Коэффициент теплопередачи |
|
|
|
|
Температур-ный напор в КП1 |
|
|
|
|
Тепловосприя-тие КП1 по уравнению теплопередачи |
|
|
|
|
Отношение ве-личин тепло-восприятий |
|
% |
|
|
(104)
(105)
