Синтез системы автоматического регулирования массы
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
1. Реферат
В данной работе производится расчет синтеза САУ температуры бумажного полотна, т.е. выбор оптимальных настроек регулятора, и соответственно их оценка. Для это в соответствии с заданием составляется функциональная и алгоритмическая структуры, по которым определяются свойства системы по каналам управления и возмущения по их математическим моделям в виде передаточной функции, рассчитывается период дискретности. Составляется замкнутая модель системы, и рассчитывается. Так же по ней рассчитывается и строится область устойчивости, из которой выбираются коэффициенты. Дальше по выбранным настройкам строятся графики переходных процессов, их оценивают и выбирают оптимальные настройки. Дальше рассчитывают и стоят график переходного процесса по возмущающему воздействию, по которому можно определить справляется ли система при выбранных настройках с возмущениями.
2. Описание технологического процесса и принцип работы системы регулирования
Цель создания автоматической системы - достичь того, чтобы значение массы 1кв. метра бумажного полотна было равно заданному. При этом требуется, чтобы точность регулирования, т.е. возможное отклонение, находилось в определенных пределах. Поэтому, для синтеза системы выбран принцип управления по отклонению регулируемой величины от задания.
Принципиальная схема АСР массы 1 м2.
Обозначения в схеме:
бак массы
напорный ящик БДМ
сушильные группы
каландр
датчик массы 1 м2
преобразователь
регулятор
электродвигатель - исполнительный механизм
регулирующий орган - клапан
Текущее значение массы 1 м2 полотна фиксируется датчиком. Через преобразователь на регулятор подается электрический сигнал. В регуляторе происходит сравнение поступившего сигнала с заданным значением. В результате сравнения полученное отклонение определяет величину управляющего воздействия, которое должно нейтрализовать отклонение. В зависимости от величины и знака управляющего воздействия, управляющий блок формирует воздействие на электродвигатель (исполнительный механизм).
3. Составление и описание функциональной структуры САР
Функциональная структура - это структура, элементами которой являются функции, а связи отражают порядок их реализации в системе. Функциональные схемы изображаются в виде прямоугольников, соединенных линиями со стрелками, указывающими направление сигналов. Каждый отдельный прямоугольник на функциональных схемах отображает элемент, играющий конкретную роль в системе.
Рассмотренная функциональная структура приведена :
Принцип действия состоит в следующем:
Если масса 1 м2 равна заданной, то ошибка регулирования равна нулю и на вход регулятора сигнал не поступает. Система находится в равновесии. При отклонении массы 1 м2 от заданной появляется ошибка регулирования (как разность заданного воздействия и значения сигнала с датчика) и, следовательно, равновесие системы нарушается. На вход регулятора поступает сигнал, величина и знак, которого зависят от рассогласования. На регуляторе формируется управляющее воздействие, оно подается на ИМ, которое изменяет степень открытия клапана, тем самым, регулируя массу 1 м2.
4. Исследование свойств объекта регулирования по каналам управления и возмущения по его математической модели в виде передаточной функции
система регулирование управление
Рассмотрим объект регулирования в виде черного ящика. Входными воздействиями объекта будут: управляющее и возмущающее воздействия, а выходной переменной - управляемая переменная объекта.
Объект регулирования представляет собой канал изменения расхода массы - изменения 1 м2 бумажного полотна. Пусть математическая модель объекта имеет вид:
где ко - коэффициент передачи объекта;
То - постоянная времени объекта;
? о- запаздывание информации по рассматриваемому каналу.
Дифференциальное уравнение, соответствующее модели вида (1) будет представлено выражением:
где y(t) - изменение расхода массы, x(t) - изменение массы 1 м2 бумажного полотна.
Численные значения параметров модели приводятся в задании на курсовое проектирование, в рассматриваемом примере , To=85 с, ?o=20 с.
Тогда и соответствующее дифференциальное уравнение представлено выражением: .
Найдем статическую модель объекта по каналу управления.
Статическая модель определяет соотношения между входной и выходной величиной элемента системы регулирования в установившемся режиме. Обычно эта зависимость выражается алгебраическим уравнением, которое получается из дифференциального, приравниванием к нулю всех производных. Проделав эти операции, получим:
Для рассматриваемого примера по каналу управления статическая модель ОР будет описываться выражением
.
Статическая характеристика изображена на рис.1. Так как объект является линейным звеном, то его статическая характеристика изображается в виде прямой линии с тангенсом угла наклона равным К0 =150 в диапазоне изменения входного и выходного сигналов.
Найдем переходную и весовую функции объекта по каналу управления.
Переходная функция h(t) определяется как переходный процесс на выходе звена при подачи на него вход единичного ступенчатого воздействия 1[t] при ну