Технически Университет

КУРСОВ ПРОЕКТ

Дисциплина: Автоматизация на технологични процеси

Изготвил:

1.Зад. Да се определи приблизително продължителността на преходният процес в 
обекта за автоматизация.

За определяне на времето на преходният процес 

tпп

  за обекти със саморегулиране и със 

закъснение-

τоб

  можем да изведем следната фунционална връзка между 

tпп

 и 

Tоб

y(

tпп

) = 0,99. y(∞), така може да се запише следната зависимост:

0,99. y(∞)=y(∞).(1-

е

/

tпп Tоб

) => 

tпп

≈4,6.

Tоб

 =>

tпп

≈4,6.0,4≈1,84 [min]

Ако прибавим и времезакъснението  

τоб

=0,1 =>  

tпп

=1,94 [min]

Можем също така да намерим 

tпп

 чрез Matlab-Simulink

Вижда се че времето за приблизително установяване на регулируемата величина е същото.

2.Зад. Да се изследва влиянието на регулатора върху качеството на преходните 
процеси в затворената система спрямо заданието и спрямо приведеното към входа 
на обекта смущаващо въздействие, ако законът на регулиране е :
а) П-;

б)И-;

в)ПИ-; 

Структурна схема по задание:

Структурна схема по смущение:

2-1)Пропорцинален закон на регулиране

(П-регулатор):

Изработеното от пропорционалния регулатор (П- р-р) регулиращо въздействие е 
пропорционално на грешката на регулиране, представляваща естествен негов входен сигнал в 
CAP. Предавателната му функция има вида:

=

Wpp кр

, 

където

е коефициентът на предаване на регулатора

Както се вижда, П- регулаторът няма да повишава реда на диференциалното уравнение и няма 
да внася фазови измествания в CAP, което е съществена негова особеност. На фиг. 1 са показани 
структурната му схема и АФХ.

А) За преходни процеси на САР по задание.Входно въздействие-u(t) = 1(t);
Смущаващо въздействие 

vo

(t) = 0(t);

Приемаме за  

кр

 различни стойности- 

=

кр1 1

;

=

кр2 2

;

=

кр3 5

; 

[%

]

ХРОMPa

1.Вх.  Сигнал (задание)
2.Изх. Сигнал на системата с регулатор Кр=1 

[%

]

ХРОMPa

3.Изх. Сигнал на системата с регулатор Кр=2 

[%

]

ХРОMPa

4.Изх. Сигнал на системата с регулатор Кр=5 

[%

]

ХРОMPa

Б) За преходни процеси на САР по смущение.Входно въздействие-u(t) = 0(t);
Смущаващо въздействие 

vo

(t) = 1(t);

Приемаме за  

кр

 различни стойности- 

=

кр1 1

;

=

кр2 2

;

=

кр3 5

; 

[%

]

ХРОMPa

1.Зададено смущение
2.Изх. Сигнал на системата с регулатор Кр=1 

[%

]

ХРОMPa

3.Изх. Сигнал на системата с регулатор Кр=2 

[%

]

ХРОMPa

4.Изх. Сигнал на системата с регулатор Кр=5 

[%

]

ХРОMPa

Извод:От графиката се вижда че с увеличаването на Кр се увеличава точността и 
бързодействието, но се увеличава колебателността ,пререгулирането на системата и времето за 
установяване на прех. процес.Намалява статичната грешка, но намаляват и запасите на 
устойчивост.

2-2) Интегрален закон на регулиране

(И-регулатор):

Интегралните регулатори (И - р-ри) реализират пропорционална зависимост между скоростта 
на преместване на регулиращия орган и входното въздействие (грешката на регулиране). Много 
често това е интегриращият изпълнителен механизъм в CAP. Предавателната функция на такъв 
регулатор може да се запише по два начина:

=

=

Wpp крp 1Tиp

 , където

е коефициент на предаване на регулатора, а

- времеконстанта на 

интегриране.

И регулаторът внася фазово изместване

и чувствително намалява запаса на 

устойчивост на системата, Поради тази и някои други особености 

той 

се използва по-скоро 

като съставен в по-сложни закони за регулиране.

 Структурната схема и АФХ на регулатора 

са показани на фиг. 1

А) За преходни процеси на САР по задание.Входно въздействие-u(t) = 1(t);
Смущаващо въздействие 

vo

(t) = 0(t);

Приемаме за  

Ти

 различни стойности- 

=

Ти1 1

;

=

Ти2 2

;

=

Ти3 5

; [min]

1.Зададено Вх. въздействие
2.Изх. Сигнал на системата с регулатор Ти=1 [min]
3.Изх. Сигнал на системата с регулатор Ти=2 [min]
4.Изх. Сигнал на системата с регулатор Ти=5 [min]

Б

) За преходни процеси на САР по смущение.Входно въздействие-u(t) = 0(t);

Смущаващо въздействие 

vo

(t) = 1(t);

Приемаме за  

Ти

 различни стойности- 

=

Ти1 1

;

=

Ти2 2

;

=

Ти3 5

; 

[min]

1.Зададено смущение
2.Изх. Сигнал на системата с регулатор Ти=1 [min]
3.Изх. Сигнал на системата с регулатор Ти=2 [min]
4.Изх. Сигнал на системата с регулатор Ти=5 [min]

Извод: От графиката се вижда че с увеличаването на Ти се увеличава времето на преходният 
процес и максималното динамично отклонение, но се намалява колебателността и 
пререгулирането на системата.
 В сравнение с П-регулатора,при И-регулатора се забелязва че за установяване на преходните 
процеси е нужно много повече време (П-регулатора е много по-бърз) и пререгулирането е по-
малко.Същественото преимущество на И-р-р че при него системата става астатична и отсъства 
статична грешка.За да работи успешно един И-р-р е необходимо времеконстантата му да бъде 
по-голяма от еквивалентната на обекта.

2-3) Пропорционално-Интегрален закон на регулиране

(ПИ-регулатор):

Пропорционално-интегралните регулатори (ПИ - р-ри) са едни от най-често срещаните. 
Те формират на изхода си величина, която съдържа 2 съставки. Едната съставка е 
пропорционална на грешката на регулиране, а другата на интеграла от нея. Скоростта на 
преместване на регулиращия орган е пропорционална на сумата от грешката на 
регулиране и първата й производна. Предавателната функция на такъв регулатор има 
вида:

=

+

=

+

Wpp kр 1T'иp kр1 1Tиp

=

+

kрTиp 1Tиp

  ,

където к

р

 и Т

и

 са съответно коефициент на 

предаване и времеконстанта на интегриране (наричана още време за удвояване на 
входната величина) на регулатора. Структурната му схема е показана на фиг. 1.

Преходната функция, показана на фиг. 16) се представя със зависимостта:

Както се вижда, ПИ - р-ра е съставен регулатор. По отношение на статичните свойства е 
аналогичен на П - р-ра, а по отношение на динамичните на И - р-ра.

А-1) За преходни процеси на САР по задание.Входно въздействие-u(t) = 1(t);
Смущаващо въздействие 

vo

(t) = 0(t);

Приемаме за  

кр

 различни стойности- 

=

кр1 1

;

=

кр2 2

;

=

кр3 5

; 

[%

]

ХРОMPa

Приемаме за  

Ти

 =2 [min]

1.Изх. Сигнал на системата с регулатор Кр=1 [-],

Ти

 =2 [min]

2.Изх. Сигнал на системата с регулатор Кр=2 [-],

Ти

 =2 [min]

3.Изх. Сигнал на системата с регулатор Кр=5 [-],

Ти

 =2 [min]

Б-1) За преходни процеси на САР по смущение.Входно въздействие-u(t) = 0(t);
Смущаващо въздействие 

vo

(t) = 1(t);

Приемаме за  

кр

 различни стойности- 

=

кр1 1

;

=

кр2 2

;

=

кр3 5

; 

[%

]

ХРОMPa

Приемаме за  

Ти

 =2 [min]

1.Изх. Сигнал на системата с регулатор Кр=1 [-],

Ти

 =2 [min]

2.Изх. Сигнал на системата с регулатор Кр=2 [-],

Ти

 =2 [min]

3.Изх. Сигнал на системата с регулатор Кр=5 [-],

Ти

 =2 [min]

Извод:За полученият прех. процес може да се вземат впредвид изводите описани по-горе 
за П- и И-р-р.С увеличаване на Кр се  намалява 

tпп

 , динамичната грешка, увеличава се 

колебателността , пререгулирането и бързодействието.Отстранена е статичната грешка.

А-2) За преходни процеси на САР по задание.Входно въздействие-u(t) = 1(t);
Смущаващо въздействие 

vo

(t) = 0(t);

Приемаме за 

Ти

 различни стойности- 

=

Tи1 1

;

=

Ти2 2

;

=

Ти3 5

; [min]

Приемаме за  

кр

=3 

[%

ХРОMPa

]