удк 681.5.01 ============ обоснование закона регулирования для формирования динамических параметров аналога объекта регулирования 1

УДК 681.5.01
============
ОБОСНОВАНИЕ ЗАКОНА РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ АНАЛОГА ОБЪЕКТА РЕГУЛИРОВАНИЯ
1)Качанов Петр Алексеевич
д.т.н., профессор
2)Литвяк Александр Николаевич
к.т.н., доцент
2)Дуреев Вячеслав Александрович
к.т.н., доцент
1) Национальный технический университет
«Харьковский политехнический институт»
г. Харьков, Украина
2)Национальный университет
гражданской защиты Украины
г. Харьков, Украина
[email protected]
[email protected]
[email protected]
Вступление. Для удешевления отладки систем автоматического
регулирования (САР) промышленных объектов вместо реального объекта
управления (ОУ) может быть использован его аналог (АОУ). Аналог
объекта управления, как правило, имеет близкие параметры с реальным ОУ
статические и динамические характеристики [1]. Однако обеспечить
полное совпадение статических и динамических характеристик реального
объекта и его аналога редко удается [2]. Следует отметить, что
применение аналогов ОУ при отладке САР может привести к непредвиденным
результатам – развитию автоколебаний или неустойчивой работе системы
автоматического регулирования [3]. Поэтому для качественного
проведения испытаний и наладки регулирующей аппаратуры необходимо
обеспечить идентичность статических и динамических характеристик ОУ и
его аналога.
Цель работы. Целью данной работы является обоснование законов
регулирования аналогов объекта управления, обеспечивающего
идентичность статических и динамических параметров с реальным
объектом.
Материалы и методы. Рассмотрим возможность изменения динамических
параметров аналога объекта управления (АОУ) средствами автоматизации.
Предположим, что уравнение динамики реального ОУ имеет вид:
, (1)
где – постоянная времени объекта управления, с;
– коэффициент усиления ОУ по регулирующему фактору «n»;
– регулируемый параметр;
– регулирующий фактор.
Ставится задача – определить передаточную функцию регулятора АОУ,
обеспечивающую динамические параметры САР(АОУ), близкие к динамическим
параметрам реального объекта ОУ.
Рассмотрим структурно-динамическую схему автоматизированной системы
управления АОУ (рис.1). При выборе передаточной функции регулятора
необходимо учитывать следующее. Общий вид уравнения динамики САР(АОУ)
должен соответствовать общему виду уравнения динамики ОУ. Кроме того
для моделирования динамических параметров ОУ необходимо обеспечить
независимое влияние, как на коэффициент усиления, так и на постоянную
времени САР (АОУ).
Передаточная функцию САР (АОУ) при изменении параметра «n» основной
САР имеет вид:
. (2)
Передаточная функция регулятора в общем случае имеет вид:
(3)
где – полином числителя передаточной функции регулятора;
– полином знаменателя передаточной функции регулятора;
– комплексная переменная преобразования Лапласа.
Полотно 13
Рис. 1. Структурно-динамическая схема САР АОУ
Из анализа передаточных функций и следует:
А) чтобы сохранить вид и порядок уравнения динамики САР(АОУ),
соответствующий уравнению ОУ характеристический полином знаменателя
передаточной функции регулятора должен стремиться к единице, а полином
числителя не должен превышать первый порядок;
Б) чтобы обеспечить независимое влияние на коэффициент усиления и
постоянную времени САР(АОУ) числитель передаточной функции регулятора
должен содержать два независимых коэффициента.
Таким образом, передаточная функция регулятора в стандартном виде
должна соответствовать реальному форсирующему корректору:
. (4)
где КРЕГ – коэффициент усиления регулятора;
ТФ – постоянная времени форсирующего корректора;
ТРЕГ – постоянная времени регулятора.
Как было отмечено выше, постоянная времени регулятора должна быть
малой величиной . В этом случае инерционностью самого
регулятора можно пренебречь. С учетом этого определим передаточную
функцию САР(АОУ) с форсирующим корректором при изменении параметра
«n»:
. (5)
Обозначим:
; (6)
. (7)
Получим передаточную функцию в стандартном виде:
. (8)
Отсюда можно определить параметры регулятора, обеспечивающие такие же
динамические параметра стабилизированного АОУ, как и у реального ОУ:
; (9)
. (10)
Решив полученную систему уравнений (9), (10), получим значения
параметров регулятора АОУ для конкретного ОУ:
; (11)
. (12)
Результаты и обсуждение. На рис. 1 показаны переходные процесса САР с
реальным объектом управления САР(ОУ) и с аналогом объекта управления
САР(АОУ). Постоянная времени регулятора АОУ принята в эксперименте
равной 0,1ТОУ и 0,5ТОУ.

Рис.1 Переходные процесса САР (ОУ) и САР(АОУ)
Выводы:
1. Дано обоснование применения пропорционально-дифференцирующего
закона регулирования аналогом объекта управления. Показано, что для
обеспечения подобия динамических параметров АОУ и ОУ постоянная
времени регулятора АОУ должна быть малой величиной, т. е.
исполнительный механизм регулятора должен быть быстродействующим.
2. Получена эквивалентная передаточная функция САР(АОУ), позволяющая
рассчитать параметры регулятора (Кф, Тф) под заданные динамические
параметры реального объекта.
Литература
1.
Дерев’янко О. А., Литвяк О. А., Дурєєв В. О. Дослідження
застосування широтно-імпульсного управління інерційними об'єктами
в сучасних адаптивних системах безпеки // Проблеми надзвичайних
ситуацій. 2020. № 31. С. 68 – 77. (ISSN 2524-0226). Режим доступу:
http://pes.nuczu.edu.ua/images/arhiv/31/6.pdf
2.
Литвяк О.М., Комар С.В. Обґрунтування законів регулювання
гідрогальмівної установки для наземних випробувань турбовальних
ГТД // Збірник наукових праць Харківського національного
університету Повітряних Сил. – Харків, ХНУПС, – 2020. – №1(63). –
С.96-102 с. (ISSN 2073-7378) –DOI:10.30748/zhups.2020.63.13.
3.
Kachanov P., Lytviak O., Derevyanko O., Komar S. Development of an
automated hydraulic brake control system for testing aircraft
turboshaft gas turbine engines // Eastern European Journal of
Enterprise Technologies, 6/2(102) 2019, – p.52-57.
DOI:10.15587/1729-4061.2019.185539.
Научно-издательский центр «Sci-conf.com.ua»
Perfect Publishing
IV Международная научно-практическая конференция
«WORLD SCIENCE: PROBLEMS, PROSPECTS AND INNOVATIONS»
23-25 декабря 2020 года
Торонто, Канада
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Форма проведения конференции: заочная интернет-конференция.
Рабочие языки: украинский, русский, английский.
По итогам конференции в течение 7 дней будет издан сборник статей,
который размещается на сайте sci-conf.com.ua в разделе Архив
конференций. Сборнику присваиваются библиотечные индексы УДК и
международный стандартный книжный номер ISBN 978-1-4879-3793-5.
К участию в конференции приглашаются доктора и кандидаты наук, научные
работники, специалисты различных профилей и направлений, соискатели
ученых степеней, преподаватели, аспиранты, магистранты, студенты.
КАК СТАТЬ УЧАСТНИКОМ КОНФЕРЕНЦИИ?
Отправить до 22 декабря 2020 г. (включительно) на адрес Оргкомитета:
[email protected] отдельными файлами в одном письме:
1.
статью, оформленную в соответствии с требованиями;
2.
заявку (анкету), оформленную по образцу;
3.
копию квитанции (или скриншот) об оплате.
Файлы необходимо назвать следующим образом:
Иванов, Заявка; Иванов, Оплата; Иванов, Статья
АНКЕТА УЧАСТНИКА МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ
Фамилия, имя, отчество (ЛАТИНИЦЕЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРТИФИКАТОВ)
- ФИО указывается полностью у каждого автора
Авт. 1
Kachanov Petro Oleksiovych
Авт. 2
Lytviak Oleksandr Mykolaiovych
Авт. 3
Durieiev Viacheslav Oleksandrovych
Авт. 4
Науч. рук.
Уч. Звание, уч. Степень
Место работы/учебы, должность/курс
Авт. 1
Доктор технических наук, профессор. Национальный технический
университет «Харьковский политехнический институт». Заведующий
кафедрой
Авт. 2
К.т.н., доцент. Национальный университет гражданской защиты Украины,
г. Харьков, Украина. Доцент кафедры
Авт. 3
К.т.н., доцент. Национальный университет гражданской защиты Украины,
г. Харьков, Украина. Доцент кафедры
Авт. 4
Науч. рук.
Контактный e-mail
- указывается e-mail адрес каждого автора для рассылки сборников
конференции
Авт. 1
[email protected]
Авт. 2
[email protected]
Авт. 3
[email protected]
Авт. 4
Науч. рук.
Контактный телефон
- контактный телефон указывается по желанию авторов
Авт. 1
+3(8057)7076101
Авт. 2
+3(8067)7958536
Авт. 3
+3(8050)4063750
Авт. 4
Науч. рук.
Контактный e-mail для переписки
- обязательно укажите контактный адрес для переписки
[email protected]
Тема / название тезисов
ОБОСНОВАНИЕ ЗАКОНА РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ АНАЛОГА ОБЪЕКТА РЕГУЛИРОВАНИЯ
Секция / направление / раздел
СЕКЦИЯ 07. Технические науки.
Страна и дата научной конференции
23-25 декабря 2020 года
Торонто, Канада


  • 1º AÑO HISTORIA (PROFESORADO) 1º CUATRIMESTRE 2014 HORA LUNES
  • GT X XXXXXXXXX TÍTULO DO TRABALHO EM NEGRITO CENTRALIZADO
  • GADPN1GRD2 GSCMN1GRD2 PAGE 7 WORLD TRADE ORGANIZATION GADPN1GRD2 GSCMN1GRD2
  • SENSEMAYA PROVENANT DU DIALECTE YORUBA (CARAÏBES) À LA
  • VAŽEĆI STATUT PRIJEDLOZI PROMJENA STATUTA UKIDA SE FUNKCIJA
  • 1ª REVISIÓN REC CN EFECTOS DE CALOR EN LA
  • GUIA Nº 7 “LA FUENTE” 2° AÑO DE ENSEÑANZA
  • LIST OF EXHIBITS EXHIBIT NAME OF DOCUMENT A MAP
  • VALORES FUNCIONALES DEL SE 1 SE PRONOMBRE PERSONAL VARIANTE
  • MEASURES OF PSYCHOLOGICAL WELLBEING ED DIENER A SATISFACTION WITH
  • ŠTEVILKA 22011 DATUM 322011 Z A P I S
  • HAMM GRW 10 DANE TECHNICZNE WYMIARY MASZYNY DŁUGOŚĆ CAŁKOWITA
  • LA CARTA QUERIDA LULI EL MOTIVO DE DIRIGIRME A
  • INFORMATION FOR SUBSTITUTE NURSE FOLDER CONTAINING 1 NAME OF
  • PACIFIC BEACH MIDDLE SCHOOL COUNSELING CENTER WHAT IS AN
  • ZADANIE 4 (15 PUNKTÓW) OTO WYKAZ LICZBY GODZIN PRACY
  • THE CERTIFICATION AND REGISTRATION PROCESSES STAGES BARRIERS AND DELAYS
  • MUNICIPALIDAD DE CHIQUIMULA ADMINISTRACIÓN 2004 – 2008 OFICINA MUNICIPAL
  • PROTOCOLO DEL SEDRONAR PARA TRANSPORTE DE PRECURSORES QUÍMICOS ESTA
  • POUR PUBLICATION IMMÉDIATE JEUDI 13 DÉCEMBRE 2012 9
  • WALTHAM FOREST ADULT SAFEGUARDING PARTNERSHIP SAFEGUARDING ADULTS ALERT THIS
  • SITUACIONES DE VALORACIÓN DEL HECHO DE LA INTERPRETACIÓN –
  • CHAPTER 32 MONEY CREATION CHAPTER THIRTYTWO MONEY CREATION
  • NYILATKOZAT ALULÍROTT……………………………(LAKCÍM…………………………………………………… ANYJA NEVE…………………………………………… SZÜL HELY…………………………………………… IDŐ…
  • VLEKY A VISUTÉ LANOVKY V NAŠICH PODMIENKACH SA NA
  • (C) 2011 LANTERNFISH ESL AT WWWBOGGLESWORLDESLCOM ANSWER KEY WHAT
  • THIS FORM NEEDS TO BE COMPLETED 6 WEEKS BEFORE
  • ZAŁĄCZNIK 2 DO ZARZĄDZENIA NR 982011 Z DNIA 30
  • PROGRAM KONFERENCJI „WYLĘGARNIA 2018” 12 WRZEŚNIA (ŚRODA) 1500
  • AUF NACH NINIVE – DAS FEST DES LEBENS JONA