Системы управления и автоматизации химических производств

Цель: Исследовать влияние коэффициента демпфирования на систему автоматического регулирования давления.

Устойчивость – это свойство системы возвращаться в исходный установившийся режим после выхода из него в результате какого-либо воздействия.

• Устойчивую систему можно определить как систему, переходные
  процессы в которой являются затухающими.
• Если система неустойчива, то достаточно малого толчка, чтобы в ней начался расходящийся процесс ухода от исходного установившегося состояния. В устойчивой системе переходный процесс, вызванный каким-либо воздействием, со временем затухает, и система вновь приходит в установившееся состояние.

Оценка качества АСУ часто осуществляется по характеру переходного процесса в системе.

Основными показателями качества процесса регулирования являются следующие: перерегулирование σ, время регулирования tр, остаточное отклонение ε, запас устойчивости Азап, φзап.

Перерегулирование σ – максимальное динамическое отклонение регулируемой величины y1 от исходного состояния равновесия.

Время регулирования tр – это промежуток времени от момента начала воздействия до момента достижения регулируемой величиной нового заданного значения yзд с точностью ± 5% (при регулировании по управлению) или до момента возвращения y к исходному значению с точностью ±5% (при регулировании по возмущению).

Остаточное отклонение ε – отклонение регулируемой величины в новом установившемся режиме от заданного значения ε = yзд – yуст (при
регулировании по управлению), а при регулировании по возмущению ε характеризует отклонение регулируемой величины от ее исходного значения ε = y0 – yуст при завершении процесса регулирования. Итак, остаточное отклонение характеризует статическую точность системы.

• Перерегулирование и время регулирования можно отнести к показателям динамической точности.
• Перерегулирование σ связано со скоростью подхода регулируемой величины к заданному значению. Чем выше эта скорость, тем больше колебательность переходного процесса и величина σ. Для улучшения динамической точности можно уменьшить эту скорость и снизить
  перерегулирования, но возрастает время регулирования, что также нежелательно.
• Поэтому принимают компромиссное решение, допуская некоторое перерегулирование, например, в 20…45% , при котором обычно получается переходный процесс с 2 ÷ 3 колебаниями.
• Остаточное отклонение ε и запас устойчивости Азап, φзап можно отнести к показателям статической точности регулирования.
• Для повышения статической точности (снижения величины ε) необходимо увеличение коэффициента усиления системы. Однако увеличение усиления в системе ведет к снижению ее запаса устойчивости. Например, как видно из диаграммы Найквиста, повышение коэффициента усиления увеличивает модуль АФЧХ А(ω), приближая его к критической точке [-1, j0] и снижая тем самым запас устойчивости системы.

Здесь также необходим компромисс между обеспечением необходимого запаса устойчивости системы и допуском для нее определенной статической ошибки. 

Полный текст работы доступен ниже в разделе файлы.