Обоснование выбора типа регулятора

На основании заданных значений передаточных функций построим схему системы автоматического регулирования обжига клинкера в SIMULINK (рис. 18).

W_{датчика}=0.4, W_{рабочего органа}=0.3/ (0.55p+1),
W_{исполнительного механизма}=10/ (0.15р+1).

Рис. 18 Схема САР сухого помола цементного клинкера в трубной шаровой мельнице

С помощью LTI построим переходную характеристику, ЛАХ и ЛФХ САР сухого помола цементного клинкера в трубной шаровой мельнице (рис. 19).

 

Рис.19 Переходная характеристика САР сухого помола цементного клинкера в трубной шаровой мельнице

По виду переходной характеристики можно сказать, что имеющиеся показатели качества не удовлетворяют заданным:

· Время регулирования составляет 24.6 с.

· Установившееся значение – 1.34

· Время нарастания – 10.3 с.

· Статическая ошибка – 0,66

Заданные показатели качества и запасы устойчивости:

Время регулирования ≤50 с
Статическая ошибка ≤0,05
Перерегулирование ≤10 %
Время нарастания ≤15 с
Устойчивость по амплитуде ≥10 дБ
Устойчивость по фазе от 30 до 80 градусов.

Для построения ЛАХ, ЛФХ и АФХ необходимо разомкнуть систему (рис. 20), (рис. 21).

Рис. 20 ЛАХ и ЛФХ САР сухого помола цементного клинкера в трубной шаровой мельнице

Рис. 21 АФЧХ САР сухого помола цементного клинкера в трубной шаровой мельнице

По виду переходного процесса ясно, что для обеспечения заданных показателей качества и точности переходного процесса необходимо введение в систему линейного регулятора.

Необходимым условием надежной устойчивой работы АСР является правильный выбор типа регулятора и его настроек, гарантирующий требуемое качество регулирования.

В зависимости от свойств объектов управления, определяемых его передаточной функцией и параметрами, и предполагаемого вида переходного процесса выбирается тип и настройка линейных регуляторов.

Основные области применения линейных регуляторов определяются с учетом следующих рекомендаций: И – регулятор со статическим ОР – при медленных изменениях возмущений и малом времени запаздывания (τ/Т<0.1);
П – регулятор со статическим и астатическим ОР – при любой инерционности и времени запаздывания, определяемом соотношением τ/Т<0.1;
ПИ – регулятор – при любой инерционности и времени запаздывания ОР, определяемом соотношением τ/Т<1;
ПИД-регуляторы при условии τ/Т<1 и малой колебательности исходных процессов.

Исходя из выше изложенных рекомендаций и учитывая, что вид переходной характеристики напоминает апериодический процесс, видно, что в данную систему подойдет П – регулятор с передаточной функцией Wreg(p) = Kp. Получим следующего вида САР(рис. 22):

Рис. 22 Система автоматического регулирования с П-регулятором