Главная Коллекция "Revolution" Производство и технологии Синтез системы управления температурой воздухоподогревателя для сушки зерна

Синтез системы управления температурой воздухоподогревателя для сушки зерна

Изучение вопросов управления процессом подогрева воздуха в шахтной сушилке при помощи цифрового регулятора. Области параметров управляющего устройства, обеспечивающие апериодический переходный процесс. Динамика систем управления при разной нагрузке.

Рубрика Производство и технологии
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 29.04.2017
Размер файла 116,6 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Научный журнал КубГАУ, №91(07), 2013 года

УДК 631.36-52

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», Краснодар, Россия

СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРОЙ ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ ДЛЯ СУШКИ ЗЕРНА

Пугачев Василий Иванович к.т.н., доцент

Пиотровский Дмитрий Леонидович д.т.н., профессор, заведующий кафедрой автоматизации производственных процессов

Аннотация

В статье рассмотрены вопросы управления процессом подогрева воздуха в шахтной сушилке при помощи цифрового регулятора

Ключевые слова: ЦИФРОВОЙ РЕГУЛЯТОР, ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ, СУШКА ЗЕРНА

The article considers the issues of digital process control heating air in the dryer shaft

Keywords: DIGITAL CONTROLLER, AIR PRE-HEATER, GRAIN DRYING

Воздухоподогреватели для сушки зерна широко используются на элеваторах, где не всегда имеется квалифицированный обслуживающий персонал, способный к реализации нестандартных элементов для создания адаптивной системы управления [1]. Поэтому актуальной является проблема создания системы управления с использованием стандартных промышленных элементов, обеспечивающей заданное качество управления при изменении параметров объекта в широких пределах при изменении нагрузки.

Поставим задачу поиска закона управления и его параметров, обеспечивающих апериодический переходный процесс при изменении параметров объекта в диапазоне, приведенном в [1], т.е. в четыре раза.

Рассмотрим случай минимальной нагрузки на печь, когда передаточная функция ее равна:

.

Передаточная функция измерителя температуры:

.

Передаточная функция сервомотора:

.

Отнеся измеритель к объекту, передаточную функцию его можно записать так:

.

Примем пропорционально-интегральный закон управления.

,

тогда передаточная функция замкнутой САУ будет:

,

,

,

.

Характеристическое уравнение замкнутой САУ:

.

, .

, .

Степень характеристического уравнения n = 4, к - индекс коэффициента в характеристическом уравнении.

Условие апериодичности переходного процесса:

.

, , .

, .

Решив Ау(Кр,Ti) = 0 относительно Кр, получим:

,

.

.

Аналогично предыдущему получаем:

,

.

Рисунок 1 ? График области параметров управляющего устройства, обеспечивающих апериодический переходный процесс

Выберем параметры регулятора из области апериодической устойчивости: Кр = 5, Ti = 10 с..

Проверим выбранную точку на условие апериодичности:

, ,

.

Как показывают расчеты, условия апериодичности выполняются.

Построим переходную функцию замкнутой САУ по каналу: .

, .

.

.

.

Рисунок 2 ? График переходной функции замкнутой

САУ по каналу

Построим переходную функцию замкнутой САУ по каналу .

,

,

.

.

Рисунок 3 ? График переходной функции замкнутой

САУ по каналу

Найдем аналогично область апериодичности для максимальной нагрузки.

, .

, .

.

,

., .

, .

Рисунок 4 ? График области параметров управляющего устройства, обеспечивающих апериодический переходный процесс

Выберем параметры управляющего устройства из области апериодичности

, .

, ,

.

, .

.

.

.

Рисунок 5 ? Сравнительные графики переходных функций при различных нагрузках объекта: Hz1(t) - минимальная, Hz2(t) - максимальная

Проверим динамику систем управления для случая единичного воздействия по нагрузке. Это самое тяжелое возмущение, которое практически невозможно в реальных условиях, поскольку она изменяется сравнительно медленно случайным образом.

Как видно из рисунка 6, динамика систем управления при максимальной и минимальной нагрузках вполне удовлетворительна, изменяется незначительно.

сушилка регулятор цифровой нагрузка

Рисунок 6 ? Сравнительные графики переходных функций по каналу при различных нагрузках объекта: - минимальная, - максимальная

Поскольку в расчетах сервомотор не учитывался для исключения астатизма второго порядка [2], то будем считать, что он позволяет реализовать интегральную составляющую ПИ -закона управлении.

Передаточную функцию управляющего устройства запишем так:

.

Поскольку Ti = Tc, то отнесем интегральную составляющую к объекту, а регулятор будет реализовать пропорционально - дифференциальный закон:

,

где Td = KpTi = 50.

Покажем, что использование ПД- регулятора не изменяет динамику системы.

, , .

.

Рисунок 7 ? Сравнительные графики переходных функций замкнутых САУ с ПИ и ПД - регуляторами.

Выводы

1. Выбранные из области апериодичности параметры обеспечивают хорошее качество переходных процессов. Изменение времени переходного процесса не имеет практического значения, поскольку реальные возмущения не являются скачкообразными, а процесс сушки длится часами.

2. Систему управления можно реализовать на общепромышленных устройствах автоматики. ПД - закон управления легко реализуется с помощью ПИД - закона, когда Ti равно бесконечности.

Литература

1. Пугачев В. И., Петриченко В. Г. Рекомендации по созданию адаптивной системы управления процессом подогрева воздуха для сушки семян. Научный журнал КубГАУ, №78 (04), 2012 год.

2. Пугачев В. И. Метод расчета и оптимизации параметров системы управления с сервомотором постоянной скорости. Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов № 5, Курск, май 2010 г.

3. Пугачев В. И. Теория автоматического управления (использование Mathcad при анализе и синтезе систем управления): учеб. пособие /Кубан. гос. технол. у-нт. - Краснодар: Изд. КубГТУ, 2006. - 140 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены