Регуляторы с комбинированной защитой от насыщения для непрерывных технологических процессов в режимах их эксплуатации, близких к предельным

• Автор: Хэ Хуаньван
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
1. Современное состояние и задача построения регуляторов с комбинированной защитой от насыщения для непрерывных технологических
процессов

1.1. Алгоритмы защиты АСР от насыщения

1.2. Алгоритмы защиты от насыщения регулирующих устройств

1.3. Методы построения регуляторов с защитой от насыщения и переменной структурой

1.4. Выводы.

2. Методы и способы построения регуляторов с комбинированной защитой от насыщения

2.1. ПИрегуляторы с защитой от насыщения и переменной структурой

2.2. Методы построения РУЗН на диодах с настраиваемым смещением

2.3. Структурные схемы РЗН на диодах
2.4. Способы и алгоритмы комбинированной защиты от насыщения АСР.
2.5. ПИДрегуляторы с комбинированной защитой от насыщения
3. Методы исследования и оптимизации динамики АСР с комбинированной защитой от насыщения.
3.1. Особенности и расширение функциональных возможностей регуляторов для непрерывных технологических процессов.
3.2. Методика и алгоритмы анализа и оптимизации АСР с комбинированной защитой от насыщения
3.3. Исследование ПИрегуляторов с комбинированной защитой от насыщения.
3.4. Исследование ПИДрсгуляторов с комбинированной защитой от насыщения
4. Техническая реализация и применение регуляторов с комбинированной защитой от насыщения в АСР технологических параметров.
4.1. Микропроцессорный регулятор с зашитой от насыщения типа РЗНЗ по команде запрета
4.2. Пропорциональноинтегральный регулятор с КЗН и ограничениями выходных сигналов типа ПИРКЗН1
4.3. Техническая реализация ПИрегуляторов с КЗН средствами российской системы .
4.4. Применение регуляторов с комбинированной защитой от насыщения в АСР технологических процессов.
Заключение.
Список использованной литературы


Цель такого ограничения - предохранение регулятора от возникновения в интегрирующей камере давлений, выходящих за пределы рабочего диапазона. В регуляторе сохраняется пропорциональная составляющая, поэтому выходной сигнал регулятора может выйти из рабочего диапазона. Однако теперь возврат в диапазон произойдет быстро за счет пропорциональной составляющей, что практически не приведет к ухудшению переходного процесса в системе регулирования. Примерами систем, в которых с точки зрения динамики достаточно ограничить только интегральную составляющую, являются системы регулирования энергоблоков электростанций, где большинство регулирующих органов в нормальном режиме работают максимально открытыми либо закрытыми; несмотря на это, требуемая величина регулируемой переменной не достигается []. Защита от насыщения по выходу регулятора означает, что его выходной сигнал независимо от величины входного разбаланса может изменяться только в границах рабочего диапазона либо в других заданных пределах. Ограничение выходного сигнала следует вводить в случаях, когда, кроме устранения насыщения регулятора, необходимо предохранить аппаратуру от возможных повреждений из-за ухода выходного сигнала регулятора из рабочего диапазона []. Такой регулятор с защитой от насыщения применяется, в частности, фирмой "Brown Boveri" (ФРГ) для реализации ПИД-регулятора в системах прямого цифрового управления. Схема ограничения при таком способе содержит индикатор зоны и переключатель на входе интегратора. Из рис. Но при малом коэффициенте передачи в этом регуляторе за счет дифференциала срабатывания нуль-органа появляется большое запаздывание при возвращении схемы из зоны насыщения. Рис. Алгоритмы защиты от насыщения ГІИД-регуляторов отличаются значительно большим разнообразием, так как здесь возможно еще и одновременное воздействие на Д- и И- составляющие закона регулирования. В работе [) указывается, что одна из основных проблем, стоящая перед непрерывным регулятором, - это поведение его динамических составляющих (Д и И), когда выходной сигнал регулятора либо выходной сигнал каскадной схемы из двух регуляторов достигает одного из предельных значений, определяющих диапазон линейной работы данной АСР. Если алгоритм работы динамических составляющих не будет при этом определенным образом скорректирован, наступает значительное ухудшение качества регулирования, часто приводящее к нестабильности системы регулирования. И- составляющая выходного сигнала регулятора увеличивается или уменьшается схемой ограничения интегрирования так, чтобы величина выходного сигнала не превышала установленного предельного значения []. При отсутствии схемы ограничения Д- составляющей в работе ПИД-регуляторов появляются следующие нарушения. В регуляторах, в которых на вход схемы ограничения интегрирования подается сумма сигналов П- и И- частей (без сигнала Д- части), выходной сигнал регулятора достигает значений, выходящих за пределы линейной работы. Это приводит к значительному уменьшению корректирующего воздействия Д-части регулятора при работе его вблизи уровней ограничения. Другой недостаток указанной структуры регулятора - усложнение конструкции, связанное с необходимостью отделения выходного сигнала Д- части от выходных сигналов ПИ-частей. В регуляторах, в которых на вход схемы ограничения интегрирования подается выходной сигнал ПИД-регулятора, выходной сигнал Д- части может вызвать срабатывание схемы ограничения интегрирования, что приводит к нежелательному изменению И- составляющей в выходном сигнале регулятора. Это явление весьма неблагоприятно, поскольку ведет к значительному ухудшению качества и даже к нестабильности системы регулирования. Для уменьшения последствий этого явления в некоторых регуляторах применяют структурные решения, обеспечивающие лишь ограниченное участие сигнала Д- части в выходном сигнале регулятора, подаваемом на вход схемы ограничения. Но это вызывает значительные конструктивные усложнения и снижение эффективности Д- составляющей и при этом не исключает вредных последствий упомянутого явления, а лишь ограничивает их.