Після перетворення рівняння кола відстійника буде виглядати наступним чином:
. (4.2)
Тоді рівняння перетину товщі води залежно від її рівня:
; (4.3)
, (4.4)
де hв - рівень води (міжфазний рівень).
Обсяг рідини у відстійнику:
, (4.5)
. (4.6)
Залежність представлена ??на малюнку 4.8.
Малюнок 4.8 - Залежність
У зв'язку з великим обсягом обчислень дану залежність слід линеаризовать. Як зазначалося вище, завдання регулювання - підтримувати міжфазний рівень в робочому діапазоні 1200 - 1600 мм на позначці, то доцільно зробити линеаризацию саме в точці.
Лінеарізуем дану залежність в околиці:
; (4.7)
. (4.8)
Надалі зручніше буде користуватися залежністю, тобто положення міжфазного рівня в залежності від обсягу води, що знаходиться у відстійнику:
. (4.9)
Коефіцієнт пропорційності відстійника:
; (4.10)
.
Залежність об'єму води у відстійнику від витрати надходить нього рідини:
, (4.11)
гдеv0 - початковий обсяг води, м3;
- витрата води на стоці, м3/хв;
t - час, хв.
Передавальна функція відстійника:
, (4.12)
де, - зображення по Лапласа hв (t), qст.в (t).
Таким чином, з урахуванням рівнянь 9, 10, 11, а також з урахуванням того, що розрахунок проводиться при нульових початкових умовах, передавальна функція відстійника буде виглядати наступним чином:
. (4.13)
. 3.3 Розрахунок передавальної функції регулюючого клапана
Передавальна функція регулюючого клапана:
, (4.14)
де - зображення по Лапласа u (t),%.
Малюнок 4.9 пояснює принцип дії клапана.
Малюнок 4.9 - Принцип дії клапана
В якості передавальної функції регулюючого клапана вирішено було використовувати інерційне ланка першого порядку:
, (4.15)
де Kрк - коефіцієнт посилення регулюючого клапана; - постійна часу, беремо як час відкриття клапана при малому вхідному впливі Т=0,033 хв.
Коефіцієнт посилення регулюючого клапана вираховується наступним чином:
, (4.16)
де Кv - коефіцієнт пропорційності, Кv=3,2? 10-4 (%? с)/м2;
- різниця тисків у відстійнику і в колекторі,=0,19 МПа;
- щільність рідини,=1009 кг/м3.
Таким чином, коефіцієнт регулюючого клапана дорівнює:
. (4.17)
. 3.4 Розрахунок налаштувань регулятора
Передавальна функція об'єкта управління:
. (4.18)
В якості регулятора вибираємо ПІ-регулятор, т.к.:
процеси, що протікають у відстійнику повільні;
об'єкт не володіє самовирівнюванням;
коливання регулюючого органу небажані;
Передавальна функція ПІ-регулятора:
, (4.19)
гдеК1 - коефіцієнт підсилення пропорційного ланки; - коефіцієнт підсилення інтегруючого ланки.
Передавальна функція розімкнутої системи з урахуванням запізнювання обробки даних:
, (4.20)
де - ланка запізнювання.
Таким чином, передатна функція розімкнутої системи виглядає наступним чином:
. (4.21)
З огляду на те, що дана система є системою стабілізації, найдоцільніше провести розрахунок на заданий показник колебательности МЕ. Критерій МО характеризує здатність системи пригнічувати обурення. Зазвичай МО вибирають в діапазоні
. (4.22)
Приймаємо МЕ=1,5.
За допомогою програми AKULSH3 будуємо криву D - розбиття рівного значення показника колебательн...
