Комп’ютерне моделювання мікропроцесорної системи автоматичного контролю рівня рідини

Анотація

Сьогодні автоматизація займає провідне місце в більшості галузей сучасного суспільства, майже у всіх видах промисловості та економіки. Одним із головних завдань проектування сучасних систем автоматичного керування є реалізація високих показників точності, діапазону регулювання та швидкодії з урахуванням особливостей самого об’єкта керування. Мета роботи – дослідження мікропроцесорної системи автоматичного контролю рівня рідини за допомогою комп'ютерного моделювання з урахуванням транспортної затримки, нелінійності регулювальної характеристики насоса та наявності зони нечутливості. Для досягнення мети вирішувалися наступні задачі: розроблено комп’ютерну модель замкнутої мікропроцесорної системи автоматичного контролю рівня рідини з урахуванням нелінійності характеристик насосної установки та транспортної затримки; проведено ряд експериментів з пошуку значень коефіцієнтів ПІ-регулятора, які максимально наближають перехідний процес реальної системи з транспортною затримкою до перехідного процесу системи, в якій транспортна затримка відсутня; пошук оптимальних значень коефіцієнтів ПІ-регулятора шляхом мінімізації функціоналу середньоквадратичного відхилення реальних від заданих перехідних процесів. В результаті досліджень встановлено, що точки мінімуму функціоналу для сигналу керування та рівня рідини не збігаються. При цьому в точці мінімуму функціонала від рівня рідини спостерігається більша амплітуда коливань керуючого сигналу, а в точці мінімуму функціоналу від керуючого сигналу – збільшення тривалості перехідного процесу. Тому остаточне рішення має базуватися на виборі пріоритетів або оптимальних співвідношень між швидкодією та зносом обладнання, що зумовлено нестабільністю керуючого сигналу.