Разработка математических моделей микропроцессорных регуляторов в составе ПТК "КВИНТ"

• Автор: Бочаров, Максим Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
1. ПРИМЕНЕНИЕ АЛГОРИТМОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ В СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМАХ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

1.1. Алгоритмические структуры современных промышленных регуляторов.

1.2. Факторы, влияющие на динамические свойства управляющих каналов контроллеров в составе ПТК.

1.3. Методы параметрического синтеза промышленных АСР

1.4. Методы анализа результатов параметрического синтеза промышленных АСР.

1.5. Цель работы. Постановка задачи исследования.

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ВИРТУАЛЬНЫХ РЕГУЛЯТОРОВ И АСР, ПОСТРОЕННЫХ НА ИХ БАЗЕ.

2.1. Структурная схема экспериментального стенда.

2.2. Методика исследования характеристик виртуальных регуляторов ПТК

квинт си.
2.3. Методика исследования характеристик АСР на базе ПТК КВИНТ СИ.
2.4. Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АЛГОРИТМОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ В СОС ТАВЕ ПТК КВИНТ СИ
3.1. Общие замечания.
3.2. Исследование и анализ ПИ преобразования в алгоритме РАН.
3.3. Исследование и анализ ПИД преобразования в алгоритме РАН
3.4. Исследование и анализ ПД преобразования в алгоритме РИМ.
3.5. Исследование и анализ ПДЦ2 преобразования в алгоритме РИМ.
3.6. Исследование и анализ ШИМ преобразования в алгоритме ЦИП
3.7. Ограничение на применение виртуальных импульсных ПИ, ПИДрегуляторов.
3.8. Выводы.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ НА БАЗЕ ПТК КВИНТ СИ
4.1. Общие замечания
4.2. Исследование и анализ влияния структуры фильтра при дифференциальной составляющей в алгоритме РАН на характеристики АСР.
4.3. Исследование и анализ влияния постоянной времени фильтра при дифференциальной составляющей в алгоритме РАН на характеристики АСР.
4.4. Исследование и анализ влияния времени цикла контроллера на характеристики АСР
4.5. Исследование и анализ влияния скорости исполнительного механизма в алгоритме РИМ на характеристики АСР.
4.7. Исследование и анализ влияния минимальной длительности импульса в алгоритме РИМ на характеристики АСР
4.8. Выводы
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АЛГОРИТМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ПИДРЕГУЛЯТОРА НА ДИНАМИЧЕСКУЮ ТОЧНОСТЬ И ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ АСР К ВАРИАЦИЯМ ПАРАМЕТРОВ
5.1. Динамическая точность и чувствительность АСР к вариациям параметров.
5.2. Экспериментальные переходные процессы и частотные характеристики.
5.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ВВЕДЕНИЕ


В связи со сложностью и многокомпонентностыо программнотехнической структуры АСУТП существует проблема эффективности реализации функций автоматического регулирования в составе всей системы. Функция автоматического регулирования является одной из множества функций, выполняемых ПТК, и должна рассматриваться в определнной взаимосвязи с ними. В промышленных автоматических регуляторах типовые алгоритмы регулирования реализуются приближенно. Характер отклонений реального алгоритма от идеального зависит от способа его реализации. Предполагается, что отклонение виртуального алгоритма регулирования от идеального не оказывает существенного влияния на поведение системы, если регулятор работает в области нормальных режимов . Для соблюдения этого условия необходимо знать и учитывать существенные особенности виртуального регулятора, обусловленные способом его технической реализации. Наибольшее применение в практике автоматизации получили электронные регуляторы косвенного действия 5. Рис. Обобщенная схема, иллюстрирующая способ подключения цифрового вычислительного устройства ЦВУ к каналу преобразования непрерывного сигнала, приведена на рис. АЦП преобразуется в дискретную последовательность чисел хкТ, которая податся на вход ЦВУ. ЦАП преобразуется в непрерывный сигнал у. Т,. Т,укТ,. Рис. Большинство регуляторов, установленных на объектах теплоэнергетической отрасли, работает в импульсном режиме, т. ШИМ и электрический исполнительный механизм постоянной скорости ЭИМ. Обобщенная схема, иллюстрирующая способ цифровой реализации релейноимпульсных регуляторов, приведена на рис. Рис. ЭИМ постоянной скорости. ШИМ рис. ЭИМ прямоугольные импульсы постоянной амплитуды, длительность и скважность которых зависят от значений параметров настройки регулятора и значения входного сигнала 5. Рис. ШИМ содержит нелинейный элемент трехпозиционное реле с зоной нечувствительности и зоной возврата, охваченный отрицательной обратной связью через апериодическое звено Азвено. Рассмотрим алгоритмические структуры ЦВУ, реализованных в контроллерах, которые на сегодняшний день нашли широкое применение как на отечественном, так и зарубежном рынках автоматизации. Данные были взятьт в справочной информации на соответствующий программнотехнический комплекс, которая поставляется с ним в комплекте и массово не тиражируется. Пакет i для контроллеров , i и i компании i i имеет обширную библиотеку алгоритмов для организации процессов регулирования, включая и автоматическую настройку регуляторов. I В i I базовый ПИрегулятор этот блок рекомендуется использовать в случае грубой настройки регулятора, когда допустимо применение обычного ПИ алгоритма он обладает всеми классическими функциональными признаками, являясь в то же время более простым и доступным при настройке. I I полный ПИДрегулятор этот блок рекомендуется использовать тогда, когда требуется обеспечить очень высокую точность регулирования настройки, он обладает самыми полными возможностями в качестве ПИДрегулятора с универсальным набором конфигураций. При необходимости обеспечить точное релейное управление пользуются одним из этих блоков в сочетании с блоком ШИМ . Функциональный блок Р1В осуществляет реализацию ПИ алгоритма. I абсолютное значение входа кр коэффициент усиления пропорциональной составляющей Т, постоянная времени интегрирования. Вид формулы изменяется в зависимости от того, какой тип алгоритма применяется абсолютный или инкрементный . При сложных процессах управления рекомендуется применять блок 1. Функциональный блок I представляет собой реализацию ПИД алгоритма с возможностью выбора смешанной или параллельной структуры. В зависимости от того, какая структура используется смешанная или параллельная, передаточная функция имеет различный вид. I. 1. Т,в
с коэффициентом масштабирования а постоянной времени дифференцирования коэффициентом усиления дифференциальной составляющей . Данные формулы изменяются в зависимости от того, какая форма алгоритма используется вычисление абсолютных значений абсолютная форма или вычисление приращений инкрементная форма.