Розрахунок контуру регулювання температури

2.2 Розрахунок контуру регулювання температури

Контур регулювання температури містить в собі давач температури та позиційний регулятор.

Розглянемо детальніше регулятор. Позиційні регулятори працюють по принципу “ввімкнено-вимкнено”. Їхня реалізація здійснюється за допомогою контактних та безконтактних релейних елементів. Позиційні регулятори бувають дво-, трьох- та багатопозиційні.

В системі регулювання вибираємо двопозиційний регулятор. Регулятор настроюється так, щоб його статична характеристика була розміщена кососиметрично відносно заданого приросту регулюємої величини, а значення µ та ε відраховувались в приростах від умовної рівноваги об’єкту регулювання, що відповідає розрахунковим значенням µ₀ та ε₀ ,прийнятим за початок відліку.

Статична характеристика двопозиційного регулятора з зоною неоднозначності:

, (20)

З попереднього рівняння видно, що двопозиційні регулятори постійно здійснюють на об’єкт регулювання вплив, відмінний від значення необхідного для рівноважного стану системи (ε=0). В результаті цього автоматична система з двопозиційним регулятором працює в автоколивальному режимі в околі її рівноважного положення. Статична характеристика µ=f(ε) зображена на рис. 2.1.

Для визначення оптимальних параметрів настроювання регулятора складемо структурну схему автоматичної системи з регулятором (рис. 2.1)

Рис.2.1 Статична характеристика двопозиційного регулятора з зоною неоднозначності

Рис.2.2. Структурна схема автоматичної системи з двопозиційним регулятором

В першому наближенні об’єкт регулювання ОР (вакуумна камера) описується передаточною функцією

,  (21)

де

k_об – коефіцієнт передачі об’єкта регулювання;

τ₀ – стала запізнення об’єкта регулювання;

Т – постійна часу об’єкта регулювання.

Розрахуємо k_об, використовуючи формулу (16):

, (22)

де k_K – коефіцієнт теплопередачі калориферу, k_K =13 ккал/м²град;

F_K – поверхня калорифера, F_K =12 м²;

k_ог – середній коефіцієнт теплопередачі огороджень k_ог=2;

 α – коефіцієнт теплообміну деревини в процесі сушіння

α=5,1ккал/год·м²·град;

F_Д – поверхня деревини, F_Д =80 м².

Постійна часу об’єкта буде рівна:

хв, (23)

Згідно характеристик лісосушильної камери вибираємо, що відношення

. Тоді хв, (24).

Параметри позиційного регулятора вибираємо за допомогою середовища MATLAB. У середовищі MATLAB система регулювання має вигляд (рис. 2.3.).

Рис. 2.3. Зовнішній вигляд системи регулювання в середовищі 3MATLAB.

Опишемо блоки зображені на рисунку:

1– генерує одноступінчату вхідну функцію (одиничний стрибок);

2– суматор;

3– блок, який реалізує двопозиційне реле з зоною неоднозначності;

4– блок, який описує передаточну функцію виконавчого механізму;

5 і 6 – блоки які описують передаточну функцію об’єкта регулювання.

7 – блок, що реалізує графічне відображення результатів дослідження;

8,9 – блоки, що описують передаточні функції перетворювача та давача.

Ввівши розраховані в рівняннях (22), (23) та (24) коефіцієнти в відповідні блоки отримали перехідну характеристику (рис 2.4).

Рис.2.4. Перехідна характеристика вакуумної камери побудована за допомогою моделювання в MATLAB.

Проведемо деякі дослідження системи на стійкість за допомогою все тієї ж програми MATLAB. Спершу перевіримо систему на стійкість за загальною умовою стійкості, для цього побудуємо карту нулів та полюсів системи:

Рис.2.5. Карта нулів та полюсів системи.

На основі загальної умови стійкості та рис.2.5 можемо зробити висновок, що система є стійкою, оскільки всі корені характеристичного рівняння (нулі системи) знаходяться в лівій частині комплексної площини коренів.

Проведемо більш детальні дослідження і визначимо запаси стійкості системи по амплітуді та фазі. Для цього в середовищі MATLAB побудуємо графіки АЧХ та ФЧХ системи:

Рис. 2.6. АЧХ та ФЧХ системи

З побудованих графіків ми бачимо, що запас стійкості по амплітуді складає: Lзап=10 Дб, а запас стійкості по фазі: f_зап=220 градусів. Дані значення перевищують мінімально допустимі, а тому можна сказати, що система є стійкою.

Похожие работы

Виробництво виробів і конструкцій із деревини і пластмас

Скачать

57773

0

0

... окремих деталей і вузлів на підприємствах, розташованих в районах видобування деревини, дозволяє більш ефективно використовувати відходи деревообробки для виробництва деревностружкових і деревноволокнистих плит. 2. Виробництво конструкцій із деревини В малоповерховому, сільському (склади мінеральних добрив тощо), цивільному (спортивні і концертні зали) будівництві знайшли застосування дерев ...

Виробництво конструкцій і виробів для малоповерхневого будівництва з вторинних сировинних ресурсів

Скачать

28747

0

0

... і тирси розміром 1.5. 5 мм. 2. Виробництво виробів і конструкцій на неорганічних речовинах При виробництві блоків стін підвалів з бетонів класом по міцності при стиску В7,5 і В10 на підприємствах бетонних і залізобетонних конструкцій застосовують вторинні сировинні ресурси, які отримують внаслідок переробки некондиційних залізобетонних конструкцій і демонтованих з будинків і споруд з значним ...

Екологічна оцінка стану довкілля Коростишивського району та розробка заходів з його поліпшення

Скачать

229249

11

17

... речовини, викиди поживних елементів, подібних до стоку добрив; осідання кислотних опадів, хвороботворні організми. Все це призводить до погіршення якості води і деградації водних ресурсів. Комплексна екологічна оцінка стану річок басейнів Дніпра за методикою, яка розроблена Українським НДІ водогосподарсько-екологічних проблем, показала, що немає жодного басейну, стан котрого можна було б класифі ...