Создание адаптивной системы управления с эталонной моделью для стабилизации температуры агента сушки для зерносушилки типа ДСП16
Создание адаптивной системы управления с эталонной моделью для стабилизации температуры агента сушки. Влияние увеличения коэффициента усиления регулятора на сокращение длительности переходного процесса, практически не изменив динамический заброс.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.05.2017 |
| Размер файла | 137,9 K |
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/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Создание адаптивной системы управления с эталонной моделью для стабилизации температуры агента сушки для зерносушилки типа ДСП16
Для управления объектами с переменными параметрами в [1-3] предлагалось использовать адаптивную систему управления с эталонной моделью. Это достигается введением в контур управления модели-эталона, которая соединена с основной системой управления.
На рисунке приведена схема включения модели-эталона параллельно объекту.
Выходная координата объекта управления измеряется и сравнивается с выходным сигналом модели . Разность между ними вводится в цепь обратной связи, выходной сигнал которой вычитается из управляющего сигнала , действующего на объект.
адаптивный управление зерносушилка
Рисунок 1. Схема включения модели-эталона
Для рассматриваемой схемы справедливы соотношения:
Такая система обеспечивает ослабление влияния изменения динамических характеристик объекта на динамические характеристики замкнутой системы в целом.
Реализация управления по модели сталкивается с проблемой обеспечения устойчивости эквивалентной модели и всей замкнутой системы управления.
Как подобрать параметры обратной связи, которые обеспечат устойчивость эквивалентной модели при заданном диапазоне изменения параметров объекта.
Ранее [2] было показано, что интегро-дифференцирующее звено наилучшим образом подходит для этой цели. Но как выбрать значение Кос и Тос, чтобы модель была устойчивой? Для этого используем расширенную амплитудно-фазовую характеристику.
Параметры системы управления:
, , ,
, .
.
, .
.
,
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
,
Для получения некоторого запаса устойчивости для области параметров примем:
, , , .
,
где:
,
,
, .
Рисунок 2. Область параметров для минимальной нагрузки
Рисунок 3. Область параметров для максимальной нагрузки
Использование расширенной амплитудно-фазовой характеристики облегчает и упрощает выбор параметров обратной связи систем с эквивалентной моделью. Примем:
, , , .
Передаточные функции эквивалентных моделей:
.
.
,
,
.
.
Рисунок 4. Графики переходных функций эквивалентных объектов
Проведем оптимизацию параметров управляющего устройства по расширенным АФХ.
, , , .
,
,
Рисунок 5. Линия требуемой относительной степени затухания
Оптимальные параметры управляющего устройства:
, , .
Проведя расчет переходных функций при различных нагрузках объекта получим графики (рисунок 6)
Рисунок 6. Переходные функции замкнутой системы при различных нагрузках объекта
Найдем период квантования, обеспечивающий измерение регулируемой величины в дискретные моменты времени без потери информации.
Амплитудно-фазовая характеристика замкнутой системы при минимальной нагрузке:
где:
,
,
.
Рисунок 7. Амплитудно-фазовая характеристика замкнутой системы при минимальной нагрузке
Результаты расчета:
, , . Рекомендуем Т= 1.
Найдем цифровые модели отдельных элементов системы управления. Охватим сервомотор единичной обратной связью. Тогда
.
Будем искать цифровую модель одновременно для трех элементов:
объекта управления, измерителя и сервомотора.
, ,
. ,
.
,
.
Примем период квантования Т = 1, полученный в непрерывной системе управления по модели. Передаточная функция модели:
,
её переходная функция:
Решетчатая функция:
,
Найдя Hm(z) как прямое Z - преобразование и умножив на , получаем:
Правильность полученного результата подтверждает предел:
Поскольку в цифровых системах легко вычислить производную, то для звена обратной связи:
, , .
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
,
Аналогично получены дискретные передаточные функции для объекта при различных нагрузках:
.
.
Дискретные передаточные функции эквивалентных моделей:
,
,
Рисунок 8. Графики переходных функций эквивалентных моделей.
Проведем расчет переходных функций замкнутой системы, работающей по модели при различных нагрузках.
Для оптимальных параметров регулятора, полученных для непрерывной системы управления по модели:
, ,
переходные фу4нкции замкнутой цифровой системы управления по модели имеют вид:
Рисунок 9. Переходные функции замкнутой цифровой системы управления по модели при минимальной и максимальной нагрузках
Попробуем сократить длительность переходного процесса увеличив коэффициент усиления регулятора. Получим новые графики переходных функций цифровой системы с эталонной моделью при минимальной Hz1 (n) и максимальной Hz2 (n) нагрузках (рисунок 10)
Рисунок 10. Графики переходных функций цифровой системы с эталонной моделью при минимальной Hz1 (n) и максимальной Hz2 (n) нагрузках
Работа замкнутых систем с управлением по модели вполне удовлетворительна и может быть внедрена в производство. Увеличив коэффициент усиления регулятора, удалось сократили на треть длительность переходного процесса практически не изменив динамический заброс.
Выводы:
1. При создании системы управления по модели необходимо в первую очередь обеспечить устойчивость эквивалентной модели во всем диапазоне изменения параметров объекта.
2. Весьма эффективным является введение производной в звено обратной связи эквивалентного объекта.
3. Легкость реализации производной в цифровых системах позволяет заменить интегро ? дифференцирующее звено непрерывной системы на пропорционально-дифференцирующее звено в цифровой.
4. Оптимальные параметры непрерывной системы могут быть использованы при реализации цифровой системы.
5. Применение системы управления по модели обеспечивает практически одинаковые качества переходного процесса при различных параметрах объекта.
6. Применение системы управления по модели позволяет исключить из адаптивной системы необходимость устанавливать дополнительное оборудование для измерения нагрузки печи, проводить пересчет параметров настройки управляющего устройства, а также дополнительные предварительные исследования.
Литература
1. Пугачев В.И. Исследование возможностей адаптивной системы управления с эталонной моделью // Изв. Вузов. Пищевая технология. -2007. - №2. - С 80-83.
2. Пугачев В.И. Устойчивость эквивалентной модели системы управления с эталонной моделью и объектом третьего порядка // Изв. Вузов. Пищевая технология. -2007. - №4. - С 88-91.
3. Пугачев В.И. Влияние чистого запаздывания на устойчивость эквивалентной модели адаптивной системы управления с эталонной моделью // Изв. Вузов. Пищевая технология. -2007. - №5-6. - С 76-78.
4. Кудрявцев Е.М. Mathcad 11. Полное руководство по русской версии. - М.: МДК Пресс, 2005. -592 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Описание системы стабилизации температуры электропечи. Методы математического описания объектов управления. Нахождение коэффициента усиления. Выбор лучшей аппроксимирующей модели. Синтез регулятора методом ЛАЧХ. Переходная характеристика замкнутой системы
курсовая работа [483,6 K], добавлен 09.03.2009Рассмотрение основных особенностей моделирования адаптивной системы автоматического управления, характеристика программ моделирования. Знакомство со способами построения адаптивной системы управления. Этапы расчета настроек ПИ-регулятора методом Куна.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 24.04.2013Расчет продолжительности сушки пиломатериалов и оборота камеры. Определение параметров агента сушки на входе в штабель. Составление схемы циркуляции агента сушки с выявлением участков сопротивления. Транспортировка сырых пиломатериалов в сушильный цех.
курсовая работа [396,5 K], добавлен 19.10.2012Система автоматического регулирования температуры печи на базе промышленного регулятора Р-111. Поиск математической модели объекта управления в виде передаточной функции, выбор удовлетворительных по точности и качеству параметров настройки регулятора.
курсовая работа [594,8 K], добавлен 25.04.2012Выбор способа обработки и описание типа лесосушильной камеры. Режимы и продолжительность сушки. Выбор расчетного материала. Определение параметров агента сушки. Выбор и расчет конденсата отводчиков, калориферов, вытяжных каналов. Контроль качества сушки.
курсовая работа [46,5 K], добавлен 07.06.2010Этапы анализа процесса резания как объекта управления. Определение структуры основного контура системы. Разработка структурной схемы САР. Анализ устойчивости скорректированной системы. Построение адаптивной системы управления процессом резания.
курсовая работа [626,1 K], добавлен 14.11.2010Устройство и принцип действия основного и дополнительного оборудования. Выбор и обоснование режимов сушки и влаготеплообработки. Расчет продолжительности цикла сушки, количества камер. Определение параметров агента сушки, а также расхода теплоты.
курсовая работа [139,6 K], добавлен 23.04.2015Принцип работы системы привода транспортной машины. Выбор дистанционного датчика температуры, усилителя, электромеханического преобразователя сигнала. Функции звеньев системы. Переходный процесс скорректированной системы автоматического управления.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 17.02.2014Сущность процесса сушки. Расчет сушильной установки. Аппаратное обеспечение процесса сушки. Технологические основы регулирования сушилок с кипящим слоем. Определение момента окончания сушки по разности температур. Автоматизация сушильных установок.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 25.01.2011Устройство и принцип действия сушильной камеры ВК-4 и вспомогательного оборудования. Обоснование режимов сушки и влаготеплообработки древесины. Расчёт количества сушильных камер. Определение параметров агента сушки. Организация технологического процесса.
курсовая работа [599,7 K], добавлен 24.08.2012Описание сушильной камеры и выбор параметров режима сушки. Расчет продолжительности камерной сушки пиломатериалов. Показатели качества сушки древесины. Определение параметров сушильного агента на входе и выходе из штабеля. Выбор конденсатоотводчика.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 08.01.2016Передаточные функции объекта регулирования и регулятора, построение переходных и частотных характеристик его звеньев. Проверка устойчивости системы автоматизированной системы. Построение годографа Михайлова и Найквиста. Автоматизация процесса сушки.
курсовая работа [4,0 M], добавлен 03.05.2017Особенности системы автоматического управления температуры печи, распространенной в современном производстве. Алгоритм системы управления температуры печи. Устойчивость исходной системы автоматического управления и синтез корректирующих устройств.
курсовая работа [850,0 K], добавлен 18.04.2011Классификация сушилок по способу подвода тепла, уровню давления сушильного агента в рабочем пространстве сушильной камеры, применяемому сушильному агенту. Принцип работы барабанных сушилок. Графоаналитический расчет процесса сушки в теоретической сушилке.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 26.05.2015Разработка автоматизированной системы регулирования стенда сушки промковшей ЭСПЦ ЧерМК ОАО "Северсталь". Монтаж оборудования и наладка программного обеспечения, проверка работы. Расчет затрат на модернизацию системы, оценка экономической эффективности.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 22.04.2015Методы стабилизации температуры воздуха в остеклённых блочных теплицах с водяной системой обогрева, где температура воздуха регулируется за счёт изменения температуры теплоносителя с помощью смесительного клапана. Принцип автоматического управления.
контрольная работа [118,6 K], добавлен 10.09.2010Определение и построение кривой скорости сушки. Cопоставление расчетного и опытного значений коэффициента массоотдачи. Определение критерия Рейнольдса. Расчет интенсивности испарения влаги. Динамический коэффициент вязкости воздуха и скорость обдува.
лабораторная работа [1,0 M], добавлен 27.03.2015Разработка системы автоматизации процесса фильтрации. Составление схем контроля, сигнализации и регистрации давления абсорбента, расхода газовой смеси, температуры насыщенного абсорбента. Выбор типа регулятора и расчет его настроечных параметров.
курсовая работа [136,0 K], добавлен 22.08.2013Принцип работы лесосушильной камеры. Определение расхода теплоносителя на сушку пиломатериалов. Составление аэродинамической схемы камеры. Расчет поверхности нагрева калориферной установки. Определение скорости циркуляции агента сушки на каждом участке.
курсовая работа [410,0 K], добавлен 16.02.2014Описание технологического процесса производства водки, сырье и материалы. Классификация и органолептические показатели водки. Проектирование автоматизации для систем регуляции насосов и стабилизации температуры в купажном отделении на ЗАО МПБК "Очаково".
дипломная работа [400,5 K], добавлен 12.02.2012
