Автоматизація процесу очистки води у другому контурі блоку 3 Рівненської АЕС (стр. 9 из 16)

де s – оператор Лапласа.

Під час ідентифікації об’єкта, на його вхід (витрата упарюваємої рідини) подавали ступінчасте збурення в результаті якого отримали криву розгону, яку ми потім повинні перерахувати в перехідну характеристику (реакція об’єкта на одиничне ступінчасте збурення). Після потрібних операцій фільтрації, згладжування була отримана така крива розгону рис. 3.2.

Рис. 3.2. Крива розгону по каналу „витрата рідини на вході – рівень рідини на виході”

Після приведення наведеної вище кривої розгону до одиничного збурення, отримуємо перехідну характеристику об’єкта, яку апроксимуємо аперіодичною ланкою першого порядку із ланкою запізнення (рис. 3.3.).

Рис. 3.3. Перехідна характеристика об’єкта керування.

В результаті ідентифікації об’єкту, як об’єкту з самовирівнюванням, отримана його модель, параметри якої наведені нижче.

Параметри передавальної функції моделі:

Передавальна функція моделі:

По отриманій передавальній функції моделюємо перехідний процес в середовищі Матлаб. Перехідна характеристика моделі та реального об’єкту зображена на рис. 3.4.

Рис. 3.4.Перхідні характеристики об’єкту та моделі.

3.3 Розрахунок регулятора САР

Одноконтурна САР тиску пари після РОУ, що розраховується, призначена для автоматичної підтримки заданого значення тиску пари після РОУ при нанесенні збурень в роботі об’єкта. Структурна схема замкненої АСР з вказівкою типових видів збурень приведена на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Структурна схема замкненої АСР

де e = ( у* - у ) - розузгодження (розбаланс);

lвн - внутрішнє збурення (збурення зі сторони РО);

lз - зовнішні збурення (збурення по навантаженню);

Wp (s) - передавальна функція регулятора;

Wоб (s) - передавальна функція об'єкта.

Типовим збуренням в інженерних розрахунках САР береться скачок зі сторони РО, так як в цьому випадку збурення наноситься по основному регулюючому каналу об'єкта, отже будемо розглядати збурення зі сторони РО.

Враховуючи, що в якості об¢єкту маємо статичний об¢єкт, а в якості регулятору - ПІ-регулятор, розрахуємо настройки регулятора за наведеними нижче спрощеними (інженерними) формулами:

;

де Кр - коефіцієнт передачі регулятора, %РО / кПа ;

Ті - час інтегрування, сек.

Інженерні формули для розрахунку настройок регулятору мають вигляд:

У ці формули підставимо значення параметрів об¢єкту управління:

Таким чином параметри настройки регулятора:

Кр = 0,75 %РО/кПа; Ти = 21 с.

Розраховуємо передбачувані параметри Y1 и tр, за формулами:

;

Rg - динамічний коефіцієнт регулювання, з таблиці Rg=0,15

- таблична оцінка tр,

Після підстановки отримаємо:

припустимий час регулювання,

(сек); динамічний викид, (кПа/%РО).

З розрахованку видно що У1 має не припустимо велике значення, тому знайдемо оптимальні настройки регулятора за допомогою програми „GAMMA”. В якій отимальний регулятор розраховується за заданним значенням устойчивості. При розрахунку оптимального регулятору програма видала такий результат: Кр = 0,765 %РО/кПа; Ти = 6,35 с. Отримані дані про значення настройок регулятору примемо за оптимальні. Тобто передавальна функція регулятору:

3.4 Моделювання і аналіз чутливості САР

Отримаємо перехідний процес в замкненій САР з використанням пакету Matlab та розрахуємо показники якості перехідного процесу. За допомогою програми Matlab знімемо перехідні процеси в замкненій САР по каналам: “завдання - тиск на виході РОУ”, “збурення із сторони РО –рівень в випарювальному апараті”. В якості параметрів об¢єкту та настройок регулятору будемо використовувати значення, які були отримані вище.

Графіки отриманих перехідних процесів наведені на рисунках 3.6 – 3.7.

Рис. 3.6. Перехідний процес за каналом „завдання – вихід”.

Рис. 3.7. Перехідний процес за каналом „збурення із сторони РО – вихід”.

За отриманими процесами визначимо прямі критерії якості, які занесені до таблиці 3.1:

Таблиця 3.1.

Канал		Час регулювання τр, с		Динамічний викид У1, кПа/%РО		Перерегулювання η, %		Ступінь згасання ψ
Завдання - вихід		27		0,6		15		0,98
Збурення-вихід		32		1,4		7		0,94

За отриманими результатами можна зробити висновок, що обрані коефіцієнти настрoйок регулятору є оптимальними, а час регулювання та динамічна похибка не більше ніж вимагалось.

3.5 Перевірка САР на жорсткість

Під жорсткістю одноконтурної САР розуміють малу чутливість критерію функціонування до варіацій параметрів розімкненої САР.

Для дослідження системи були зняті 6 перехідних характеристик: при змінному

; при змінному ; при змінному - всі при оптимальних параметрах налагоджування регулятора. Варіації параметрів проводились в діапазоні 20%. Дослідження будемо проводити по каналу збурення збоку РО – вихід, так як оптимальні параметри регулятору розраховувались саме для цього каналу. Отримані перехідні процеси приведені нижче на рисунках 3.8 – 3.10:

Рис. 3.8. Перехідний процес за каналом „збурення із сторони РО–вихід”

(

, сек)

Рис. 3.9. Перехідний процес за каналом „збурення із сторони РО – вихід”

(

, сек)

Рис. 3.10. Перехідний процес за каналом „збурення із сторони РО– вихід” (

, )

За отриманими процесами визначимо прямі критерії якості, які занесені до таблиці 3.2:

Таблиця 3.2

Коб, кПа/%РО	Тоб,сек	τоб, сек	Динамічний викид У1, кПа/%РО	Час регулювання τр, с
11,2	30	2	1,2	33
14	30	2	1,4	32
16,8	30	2	1,57	34
14	24	2	1,6	35
14	30	2	1,4	32
14	36	2	1,25	32
14	30	1,6	1,55	45
14	30	2	1,4	32
14	30	2,4	1,2	33

Нижче приведені графіки залежностей У1=f (Коб), τр=f (Коб); У1=f (Тоб), τр=f (Тоб); У1=f (τо), τр=f (τо):

Рис. 3.11. Графіки залежностей У1=f (Коб), τр=f (Коб).

Рис. 3.12. Графіки залежностей У1=f (Тоб), τр=f (Тоб).