Головна
Банківська справа  |  БЖД  |  Біографії  |  Біологія  |  Біохімія  |  Ботаніка та с/г  |  Будівництво  |  Військова кафедра  |  Географія  |  Геологія  |  Екологія  |  Економіка  |  Етика  |  Журналістика  |  Історія техніки  |  Історія  |  Комунікації  |  Кулінарія  |  Культурологія  |  Література  |  Маркетинг  |  Математика  |  Медицина  |  Менеджмент  |  Мистецтво  |  Моделювання  |  Музика  |  Наука і техніка  |  Педагогіка  |  Підприємництво  |  Політекономія  |  Промисловість  |  Психологія, педагогіка  |  Психологія  |  Радіоелектроніка  |  Реклама  |  Релігія  |  Різне  |  Сексологія  |  Соціологія  |  Спорт  |  Технологія  |  Транспорт  |  Фізика  |  Філософія  |  Фінанси  |  Фінансові науки  |  Хімія

Стабілізізація температури повітря в теплицях - Промисловість, виробництво

МІНІСТЕРСТВО СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА І ПРОДОВОЛЬСТВА РЕСПУБЛІКИ БІЛОРУСЬ

Установа освіти

Білоруський державний АГРАРНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра автоматизованих систем управління виробництвом

Курсова робота

з дисципліни «Теорія автоматичного управління»

Варіант 1

Виконав: студент гр.2еа Алейчік Д.В.

перевірив:

к.т.н., доцент Матвеенко І.П.

Мінськ - 2009

Зміст

1. Завдання

2. Характеристика об'єкта управління, опис пристрою й роботи САР, складання її функціональної схеми. Принцип автоматичного керування й вид системи

3. Складання структурної схеми системи

4. Визначення закону регулювання системи

5. Визначення передавальних функцій системи по керуючому і обурює впливів і для помилок по цих впливів

6. Аналіз стійкості системи. Визначення запасів стійкості

7. Аналіз залежності статичної помилки системи від зміни керуючого впливу на систему

8. Спільний аналіз зміни керованої величини об'єкта управління і системи від обурює впливу в статиці. Визначення статичної помилки системи по впливу, що обурює

9. Оцінка якості управління перехідних функціях

Загальні висновки по роботі

Література

1. Завдання

Параметри.

 Варіант Схема

 00 16 0.5 1 600 0.4 30 10 0.017 0.1 25 1 --- 0.5

Схема.

Схема стабілізує температуру повітря в засклених блокових теплицях з водяною системою обігріву. Температура повітря регулюється за рахунок зміни температури теплоносія за допомогою змішувального клапана. Основне рівноваги вплив - зміна температури зовнішнього повітря. Датчик температури повітря в теплиці - термометр опору. На схемою: 2 - вимірювальний блок, що перетворить величину опору датчика температури в електричну напругу. Пристрій порівняння виконано на диференціальному підсилювачі.

2. Характеристика об'єкта управління, опис пристрою й роботи САР, складання її функціональної схеми. Принцип автоматичного керування й вид системи

САР температури повітря в теплиці складається з об'єкта управління і регулятора. Об'єктом управління (ОУ) розглянутої САР є теплиця.

Регульованою величиною є температуравоздуха в теплиці.

Метою управління є підтримання температури повітря в теплиці на постійному заданому рівні.

Керуючим впливом на ОУ є температура, рівноваги вплив - зміна температури зовнішнього повітря.

Датчиком (Д) є термометр опору разом з вимірювальним блоком. Вхідний сигнал - температура повітря в теплиці, вихідний - u на виході вимірювального блоку.

Зададчіком є змінний опір R. Задаючий сигнал - падіння напруги на цьому опорі.

Сравнивающее пристрій виконано на диференціальному підсилювачі. Вихідним сигналом є величини напруг u і. Вихідним - різниця цих напруг :, яке відповідає в певному масштабі помилку регулювання.

Диференційний підсилювач (ДУ) виконує функції пристрою порівняння (вирахування) вхідних сигналів і посилення їх різниці. На вхідний підсилювач надходить напруга сравненіяі (пристрій місцевої зворотного зв'язку). Вихідний сигнал підсилювача - напруга, що подається на електродвигун.

Виконавче пристрій являє собою виконавчий механізм, який складається з електродвигуна і редуктора. Вхідний сигнал для електродвигуна - напруга, вихідний сигнал - уголповорота вала електродвигуна. Вхідний сигнал для редуктора -, вихідний сигнал - уголповорота вала редуктора.

Пристрій місцевої зворотного зв'язку (УОС) виконано у вигляді потенціометричного датчика переміщення, рухливий контакт якого механічно пов'язаний з вихідним валом редуктора. Вхідний сигнал УОС - кут, вихідний - напруга.

Система працює таким чином.

При рівності температур, і на вхід диференціального підсилювача сигнал не надходить і напруга.

При відхиленні температури в теплиці від заданої, на вхід ДУ надходить різниця напруги. Посилене напряженіеподаётся на електродвигун, який через редуктор повертає клапан і тим самим змінює витрата води через вентиль ?, м2 / c.

Одночасно вихідний вал редуктора переміщує рухомий контакт потенціометричного датчика місцевої зворотного зв'язку, вихідна напруга якого знаходиться на диференціальному підсилювачі, де віднімається з напруги uМразбаланса моста. Підсилювач підсилює різницю напруг uМі uOC.За рахунок місцевої зворотного зв'язку забезпечується пропорційна залежність між напругою uМі кутом повороту вала редуктора ?Р. Тому зміна напруги uМна нагрівальному елементі (керуючий вплив на об'єкт) пропорційно величині відхилення температури ? в теплиці від заданого значення ?З. В результаті температура в теплиці повертається до заданого значення.

При безперервному зміну зовнішньої температури процес регулювання йде безперервно. Якщо зовнішня температура встановиться, то при правильно підібраних параметрах регулятора процес регулювання через деякий час закінчиться, і вся система прийде в нове сталий стан.

Висновок: 1. Система є стабілізуючою.

2. У системі реалізований принцип управління за відхиленням.

3. Складання структурної схеми системи

Для цього отримаємо передавальні функції всіх елементів системи.

1. Рівняння теплиці як елемента управління.

Зображення Лапласа цього рівняння.

Передавальна функція кліматичної камери по керуючому впливу ?В:

Передавальна функція кліматичної камери по впливу, що обурює ?Н:

2. Датчик температури Д з вимірювальним блоком.

3. Задатчик З

4. Порівнювати пристрій виконано на диференціальному підсилювачі, тому воно буде враховано в рівнянні диференціального підсилювача.

5. Диференціальний підсилювач ДУ.

Перша ланка здійснює віднімання напруги uОСіз напруги u.

?u = u - uOC

Друга ланка посилює різницю ?u.

6. Двигун Д:

7. Редуктор Р

8. Пристрій (потенціометр) зворотного зв'язку УТОС.

9. Регулюючий орган - змішувальний клапан (К)

Структурна схема системи

Задатчик (З) системи є безінерціальним. Його коефіцієнт передачі кЗдолжен бути рівний коефіцієнту передачі кДдатчіка, оскільки задана ?Зі дійсна ? температури повинні відніматися в одному масштабі. Тому для наочності дослідження ці коефіцієнти кД = кЗможно перенести за СУ і вважати, що із заданої температури ?Знепосредственно віднімається обмірювана датчиком температура ?Ді формується сигнал помилки е. Отримуємо перетворену структурну схему.

4. Визначення закону регулювання системи

Знайдемо передатну функцію, що визначає взаємозв'язок керуючого впливу ?Вна об'єкт і помилки е.

Попередньо замінимо ланки, охоплені лінійної зворотним зв'язком (УОС) з коефіцієнтом передачі кПоднім еквівалентним ланкою.

, Де

Wп (p) - передавальна функція прямого ланцюга;

WР (p) - передавальна функція розімкнутої ланцюга;

Wос (p) - передавальна функція зворотного зв'язку;

Підставами в знайдене вираження чисельні значення коефіцієнтів і отримаємо.

При послідовному з'єднанні ланок їх передавальні функції перемножуються, тому

Остаточно для безінерційного регулятора отримуємо.

Залежність керуючого впливу ?Вот помилки е показує, що в даній системі застосовується ? - закон регулювання.

5. Визначення передавальних функцій системи по керуючому і обурює впливів і для помилок по цих впливів

Передавальна функція САР по керуючому впливу.

, Де

Wп (p) - передавальна функція прямого ланцюга системи;

WР (p) - передавальна функція розімкнутої системи;

Wос (p) - передавальна функція зворотного зв'язку системи;

Підставами в отримане вираження чисельні значення параметрів і після проміжних перетворень отримаємо:

Передавальна функція САР по впливі, що обурює.

, Де

WF (p) - передавальна функція ланцюга ланок від місця додатка обурює впливу до регульованої величини.

Для розглянутого прикладу передавальна функція САР температури в теплиці по впливу, що обурює.

Передавальна функція САР для помилки по керуючому впливу.

Підставляємо в отриманий вираз чисельні значення параметрів.

Передавальна функція САР для помилки по впливі, що обурює.

Для розглянутого прикладу передавальна функція САР температури в кліматичній камері для помилки по впливі, що обурює ?Н.

6. Аналіз стійкості системи. Визначення запасів стійкості

Аналіз стійкості за критерієм Гурвіца.

Визначимо стійкість САР температури повітря в теплиці. Для цього скористаємося будь-який з отриманих в п.4 передавальних функцій системи, з яких випливає, що характеристичне рівняння системи має вигляд:

Всі коефіцієнти характеристичного рівняння позитивні, що відповідає 1-му умові стійкості для рівняння четвертого ступеня.

Друга умова стійкості.

Отриманий результат показує, що система стійка.

Аналіз стійкості за критерієм Найквіста.

Визначимо стійкість САР температури в теплиці.

Передавальна функція розімкнутої системи.

Для визначення стійкості системи будуємо графік, для чого розраховуємо значення модуля А (?) і аргументу ? (?) для різних значень ?.

 ? 0 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0.004 0.005 0.007

 A (?) 5 4.3 3.7 3.2 2.7 2.3 1.9 1.5 1

 ? (?) 0 36 50 60 69 76 87 96 111

 ? 0.009 0.01 0.015 0.02 0.03 0.04 0.045 0.05 0.07

 А (?) 0.78 0.68 0.4 0.23 0.1 0.05 0.039 0.03 0.012

 ? (?) 123 127 149 166 190 206 212 217 237

Визначення запасів стійкості.

- Що відповідає необхідним умовам.

7. Аналіз залежності статичної помилки системи від зміни керуючого впливу на систему

в статиці (при р = 0) одержимо:

де к - коефіцієнт передачі розімкнутої системи.

Таким чином:

Розглянута система має статичну помилку, пропорційну зміні керуючого впливу на систему.

8. Спільний аналіз зміни керованої величини об'єкта управління в статиці. Визначення статичної помилки системи по впливу, що обурює

Передавальна функція САР по впливі, що обурює.

У статиці при р = 0 одержуємо:

де

? = ?Н- для об'єкта без регулятора.

? = 0.17?Н- для об'єкта, забезпеченого регулятором.

9. Оцінка якості управління з перехідним функцій

Відхилення регульованої величини від свого сталого значення.

Для перехідної функції по керуючому впливу, який визначає дії, визначається перерегулювання:

де hmax1- максимальне значення регульованої величини в перехідному процесі.

hУСТ- стале значення регульованої величини.

Для нашого прикладу:

Нормальним вважається перерегулирование

Перерегулювання характеризує запас стійкості системи. У нашому випадку запас стійкості достатній. Для перехідних процесів по впливі, що обурює визначаємо максимальне відхилення регульованої величини від сталого значення, що доводиться на одиницю обурює впливу.

Швидкодію системи оцінюється часом регулювання.

Приймемо ? = 0.05hУСТ.

Для перехідної функції по керуючому впливу:

Для перехідної функції по впливі, що обурює:

Коливання перехідного процесу.

Для розглянутого прикладу N = 1

Зазвичай прийнятним числом коливань вважається. Коливальність також оцінюється відношенням сусідніх відхилень регульованої величини від сталого значення.

С = (hmax2- hУСТ) / (hmax1- hУСТ)

Для перехідного процесу по керуючому впливу:

Для перехідного процесу по впливу, що обурює:

Статична помилка системи.

е = hЗАД- hУСТ = 1 - 0.83 = 0.17

Статична помилка по впливу, що обурює.

е = (?ЗАД- ?УСТ) = 0.16

Загальні висновки по роботі

Об'єктом управління є теплиця. Керуючим впливом на об'єкт є температура теплоносія. Возмущающим впливом є температура зовнішнього повітря.

Закон регулювання системи - пропорційний.

Система стійка. Запас стійкості за амплітудою

Запас стійкості по фазі приблизно 640, що задовольняє рекомендованим запасам стійкості.

Система є статичною, тому статична помилка е = 0.17?З.

Прямі показники якості: перерегулювання ? = 13%, число перегулірованій і коливань N = 1, що задовольняє пред'явленим вимогами свідчить про достатній запас стійкості.

Час регулювання близько 446 с.

Якість системи слід вважати задовільним.

Література

1. Методичне вказівку «Основи автоматики».

2. Юревич Е.Н. «Теорія автоматичного управління». - М .: Енергія, 1975

3. Бохан Н.І., Бородін І.Ф., Дробишев Ю.В. «Кошти автоматики і телемеханіки». - М .: Агропромиздат. 1995
Дослідження операцій та Теорія систем
Міністерство освіти і науки Російської Федерації Південно-Уральський державний університет Кафедра Системи управління Курсова робота по курсу Дослідження операцій та Теорія систем Виконав: Пушник А.А. Група: ПС-669 Перевірила Плотнікова Н.В. Дата «_» _ 2006р. Челябінськ 2006р Зміст Теорія

Дослідження механізму компресора
Міністерство шляхів сполучення РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ МОСКОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ Шляхів сполучення (МГУПС) Кафедра машинознавства та сертифікації Курсова робота з дисципліни Теорія механізмів і машин МОСКВА Зміст 1. Розрахунок відсутніх розмірів механізму 2. Кинематическое дослідження

Тіоколи
ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ УМОВНІ СКОРОЧЕННЯ КЗСК- Казанський Завод синтетичного каучуку ТХП- тріхлорпропан ПСО- полісульфідні олігомери ЕХГ- Етиленхлоргідрин ПФ параформальдегід РЕФЕРАТ Сторінок-64 Табліц- 9 Малюнків - 1 Використаних літературних джерел - 13 Ключові слова: -полісульфід, -тіокол, -формаль,

Технологія матеріалів
1 Квиток (1) Під механічними властивостями деревини розуміють властивості застосовуються у виробництві: А) Твердість-здатність деревини чинити опір проникненню в неї інших, більш твердих тіл. На твердість впливає вологість деревини і порода дерева. Перевіряють твердість по Брінеллю (В зразок

Управління технічною підготовкою основного виробництва
Управління технічною підготовкою основного виробництва Введення Багато задач з управління основним виробництвом пов'язані з наявністю відомостей про технічну підготовку виробництва. На кожне знову освоюване виробництвом готовий виріб ці відомості розраховують і зберігають в пам'яті ЕОМ. На

Технологія виробництва нітробензолу
Міністерство Освіти і Науки РФ Казанський Державний Технологічний Університет Кафедра загальної хімічної технології Курсова робота по предмету: Технологія хімічних виробництв на тему: Технологія виробництва нітробензолу Казань 2008 Завдання 1. Скласти і описати технологічну схему виробництва

Технологічний процес виготовлення корпусу вимикача універсального промислового робота
Анотація Метою дипломного проекту є розробка технологічного процесу виготовлення корпусу кінцевого вимикача в умовах серійного виробництва. На основі наукових досліджень розглянуті питання нового методу обробки - високошвидкісної обробки алюмінію. Розроблено новий повний технологічний процес

© 2014-2022  8ref.com - українські реферати