Структурный и алгоритмический синтез несвязанной системы управления многомерным объектом

Структурный синтез заключается в выборе структуры системы регулирования каждой выходной переменной. Выбираем одноконтурную замкнутую систему автоматической стабилизации по каждой входной переменной.

Рис.2.1. Функциональная структурная схема регулирования

- концентрация компонента В на входе с заданным значением

- оптимальная температура объекта с заданным значением на входе

– ошибка регулирования

- ошибка регулирования

- расход второго потока в реактор

- расход хладоагента

– подаваемые возмущения

– концентрация компонента А на выходе из аппарата

- концентрация компонента B на выходе из аппарата

- концентрация компонента C на выходе из аппарата

концентрация компонента D на выходе из аппарата

- оптимальная температура объекта на выходе из аппарата

– температура хладоагента на выходе из аппарата

Алгоритмический синтез заключается в разработке математической модели элементов, входящих в систему управления. В нашем случае математическая модель объекта представляет собой в форме нелинейных ОДУ.

Следовательно, необходимо выбрать какой-либо типовой закон регулирования. Учитывая динамические свойства объекта (отсутствие запаздывания) выбираем ПИ-закон регулирования.

ПИ-закон обладает следующими положительными свойствами:

· Обеспечивает минимальную статическую ошибку регулирования.

· Достаточно прост в настройке, т.к. настраиваются только два параметра, а именно коэффициент усиления Кр и постоянная времени интегрирования Ti. В таком регуляторе имеется возможность оптимизации величины отношения Кр/Тi→min, что обеспечивает управление с минимально возможной среднеквадратичной ошибкой регулирования.

· Малая чувствительность к шумам в канале измерения (в отличие от ПИД-регулятора)

₂ = K_P1 ( ₁ +

₁ = -

Преобразуем уравнение к удобному виду для моделирования на ЭВМ. Для этого уравнения для работы регулятора необходимо преобразовать в дифференциальную форму:

= K_P1 +

= K_P1 + ( -

= - K_P1 + ( -

Следовательно, второе уравнение имеет вид:

= - K_P2 + ( -

В программе необходимо к системе уравнений объекта добавить два уравнения для регуляторов.

Выражения для , берем из уравнения математической модели объекта управления.