Исследование возможностей компенсации транспортного запаздывания в системах управления толщиной пластмассовой изоляции в производстве кабельных изделий
Исследование компенсации транспортного запаздывания в системах управления толщиной пластмассовой изоляции в производстве кабельных изделий. Способы компенсации запаздывания - с помощью регулятора Ресвика, упредителя Смита. Компенсация возмущения в канале.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.01.2019 |
| Размер файла | 211,1 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.
1
Размещено на http://www.allbest.ru/
Иркутский национальный исследовательский технический университет
Исследование возможностей компенсации транспортного запаздывания в системах управления толщиной пластмассовой изоляции в производстве кабельных изделий
А.А. Какорин
Аннотации
В статье проведено исследование возможностей компенсации транспортного запаздывания в системах управления толщиной пластмассовой изоляции в производстве кабельных изделий. Рассмотрены наиболее упоминаемые способы компенсации запаздывания - с помощью регулятора Ресвика и упредителя Смита. Предложена система управления, позволяющая компенсировать все возмущения в канале управления без запаздывания. Возмущения же, возникающие в объекте управления, начинают компенсироваться через время, равное одинарному значению времени запаздывания.
Ключевые слова: компенсация транспортного запаздывания; производство кабельных изделий; управления толщиной пластмассовой изоляции.
The paper studies the possibility of compensation of transport delay in control systems by thickness of plastic insulation in production of cableware. The author considers the most cited ways of delay compensation - Resvik regulator and Smith predictor and suggests a control system that allows to compensate for all the disturbances in channel control with no delay. Disturbances occurring in the object control begin to be compensated in time equal to a single value of the delay time.
Keywords: transport delay compensation; cable production; management of thickness of plastic insulation.
Основное содержание исследования
Развитие промышленности и рост производства приводят к увеличению потребления электроэнергии. В свою очередь растет и потребление кабельной продукции.
Стоимость материалов для кабельной продукции достигает 80-90 % от стоимости готовой продукции, поэтому экономия материальных ресурсов процессе изготовления кабельных изделий приобретает важное значение [1].
Наиболее распространенный способ изолирования кабелей и проводов с пластмассовой изоляцией - изолирование на червячных прессах.
Анализируя технологические условия производства [2, 3, 4], можно выделить основные факторы, определяющие качество стабилизации толщины пластмассовой изоляции кабелей и проводов.
Прежде всего, требуется обеспечить:
- поддержание стабильного, определенного соотношения в скорости: вращения электроприводов червячного пресса и тянущего устройства;
- однородность свойств полимера, как в процессе производства, так и а стадии подготовки перед подачей в экструдер; В настоящее время существует различные системы поддержания толщины пластмассовой изоляции. Назовем наиболее возможные из них:
- ручное управление.
Замкнутые системы, работающие по принципу обратной связи, где в качестве сигнала обратной связи используется измеряемая толщина изоляционного слоя.
Когда профиль изолируемого изделия имеет не круглое сечение, то применение замкнутых систем, построенных только по принципу обратной связи, не используется из-за отсутствия измерительных устройств. Поэтому оператор, ориентируясь указаниями технологических карт, вручную устанавливает скорость тянущего устройства или шнека, при этом толщина изоляции также измеряется вручную. Очевидно, чтобы избежать брака, оператор будет придерживаться толщины выше номинальной отметки.
Измерение толщины изоляции (оболочки) непосредственно на выходе из формующего инструмента не производится, потому что в процессе охлаждения следует усадка пластмассы. Поэтом датчик толщины кабельного изделия устанавливается после его выхода из охлаждающей ванны. Это вносит запаздывание в цепь измерения сигнала толщины.
Наличие звена запаздывания в передаточной функции объекта управления при высоких требованиях к качеству регулирования ухудшает условия устойчивости. При классических структурах систем автоматического регулирования (САУ) толщиной, система получается неустойчивой. В литературе [5, 6, 7], указываются пути решения этой задачи.
Рассмотрим наиболее упоминаемые способы компенсации запаздывания - с помощью регулятора Ресвика и с помощью регулятора Смита. Идея этих регуляторов основана на следующем. С помощью математической модели объекта и точной величины запаздывания искусственно создается реакция системы без запаздывания, что позволяет регулятору "предвидеть" будущее поведение системы [5].
Применительно к нашему случаю блок-схемы с регуляторами Смита и Ресвика примут следующий вид (рис.1).
Анализ блок-схем на рис.1 показывает, что переходные процессы, вызванные скачкообразным изменением управляющего сигнала , начинаются только через время, равное времени запаздывания , а переходные процесс вызванные скачкообразным изменением возмущения - через время . Следовательно, регулятор может оптимизировать время регулирования только по пришествию или . Убедиться в этом можно с помощью следующего рассуждения: на прохождение через объект с одним запаздыванием возмущающее воздействие затратит время . Таким образом, только черед время регулятор "узнает" о действии возмущения . Если регулятор вырабатывает оптимальный управляющий сигнал, то этот сигнал после прохождения через объект, т.е. опять через время , начнет ликвидировать появившуюся ошибку управления, вызванную возмущением ; следовательно, сумме начало переходного процесса может наступить через минимальное время, равное [5].
а
б
Рис.1. Блок-схема САУ: а - с регулятором Ресвика; б - с учредителем Смита
Помимо сделанных выводов, при моделировании систем с названным регуляторами, было установлено, что в статике компенсации запаздывания не происходит. Таким образом говорить о компенсации запаздывания в статическом режиме, с помощью регулятора Ресвика и упредителя Смита нецелесообразно.
Данные регуляторы позволяют лишь форсировать переходный процесс.
В данной статье предложена система управления, позволяющая сократить время переходного процесса до , при изменении возмущающего воздействия (рис.2).
кабельное изделие компенсация транспортное запаздывание
Принятая структура системы управления (см. рис.2) позволяет компенсировать все возмущения в канале управления без запаздывания. Возмущения же, возникающие в объекте управления, начинают компенсироваться через время, равное .
Модель объекта, в предлагаемой структуре является "наблюдателем", в котором происходит восстановление величины возмущения через время .
Рис.2. Предлагаемая система управления
Было проведено численное моделирование предлагаемой системы на ПЭВМ в среде MATLAB. Закон изменения во времени объемной производительности экструдера представлен в виде постоянной величины с наложенной на нее синусоидальной составляющей, с выбранной частотой колебаний. Анализ результатов моделирования показал, что толщина изоляции сдвинута по времени от возмущения на время запаздывания (рис.3).
Рис.3
Библиографический список
1. Троицкий И.Д. Производство кабельных изделий. - М.: Высш. шк., 1988.
2. Привезенцев В.А. Основы кабельной техники. - М.: Энергия, 1975.
3. Белоусов Н.И., Пешков И.Б. Производство кабелей и проводов. - М.: Энергоатомиздат, 1981.
4. Ларина ЭТ. Силовые кабели и кабельные линии: учеб. пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1984.
5. Гурецкий X. Анализ и синтез систем управления с запаздыванием / пер. с польского. - М.: Машиностроение, 1974.
6. Лукас В.А. Теория автоматического управления: учеб. для вузов. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Недра, 1990.
7. Рей У. Методы управления технологическими процессами / пер. с англ. - М.: Мир, 1983.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Анализ возможных конструктивных и эргономических решений при проектировании полимерной транспортной тары-контейнера для колбасных изделий, обоснование выбора варианта. Методы производства полимерной тары-контейнера, расчеты объёма и массы ящика и крышки.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 20.01.2015Сварка как один из распространенных методов соединения материалов. Снижения трудоемкости и себестоимости сварочных работ при сварке корпуса механизма компенсации морской буровой установки. Использование автоматической колонны для сварки под флюсом.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 14.03.2015Оборудование, с помощью которого вырабатываются хлебобулочных изделий из пшеничной муки. Технохимический контроль изделий на производстве, основные санитарно-гигиенические нормы. Расчет производственных рецептур и ассортимента хлебобулочных изделий.
курсовая работа [516,5 K], добавлен 28.11.2014Программа приёмо-сдаточных испытаний ДПТ. Испытание эл. изоляции ДПТ. Измерение сопротивления изоляции. Испытание электрической прочности изоляции. Испытание электрической прочности межвитковой изоляции.
реферат [17,2 K], добавлен 20.06.2006Производственная и хозяйственная деятельность предприятия по производству хлебобулочных изделий. Производственная программа и технико-экономические показатели при производстве булочки молочной. Планирование объема производства в стоимостном выражении.
курсовая работа [42,4 K], добавлен 18.08.2010Производственный состав швейных предприятий, виды работ при производстве одежды, способы соединения. Влажно-тепловая обработка изделий. Технологические процессы обработки и сборки узлов. Рациональное использование материалов при изготовлении одежды.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 12.10.2011Обоснование способа производства хлебных изделий. Расчёт комплектования оборудованием данного технологического процесса. Определение площадей производственно вспомогательных помещений. Расход воды. Санитарные мероприятия при производстве хлебных изделий.
курсовая работа [171,8 K], добавлен 22.12.2013Обзор технологического процесса формования мучных кондитерских изделий. Описание проектируемого участка линии разделки теста при производстве изделий типа "коврижка". Расчет расхода рецептурных компонентов. Безопасность и экологичность линии производства.
дипломная работа [213,5 K], добавлен 15.08.2010Характеристика и область применения листовой стали марки 20А. Рассмотрение сварочных материалов. Выбор режима кислородной резки стали марки 20А толщиной 8 мм. Описание преимуществ кислородной резки. Основные требования к газорезчику и оборудованию.
курсовая работа [448,3 K], добавлен 17.11.2015Применение арболитовых изделий в строительстве и перспективы развития производства. Процесс рециклинга твердых промышленных и бытовых отходов в производстве арболитовых изделий. Методики определения физико-механических показателей арболитовых блоков.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 28.04.2014Анализ сырьевой базы, строение и химический состав рыбьих шкур, их заготовка и способ консервирования. Технологии изготовления рыбьих кож и перспективы их совершенствования. Исследование возможностей использования рыбьих шкур в кожевенном производстве.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 25.09.2011Характеристика деформируемого сплава латунной ленты марки Л63. Обзор основного оборудования прокатного цеха. Проектирование и расчет технологической схемы процесса производства латунной ленты марки Л63 толщиной 0,08 мм для охлаждающей пластины радиатора.
курсовая работа [7,5 M], добавлен 04.04.2015Разработка и анализ схем автоматизации технологических процессов в хлебопекарном производстве. Схема системы управления смешивания. Регулирование расходов жидких и сыпучих компонентов (ингредиентов) при их дозировании. Выпечка хлебобулочных изделий.
курсовая работа [231,8 K], добавлен 10.04.2014Классификация бетонов и железобетона. Исследование ассортимента изделий, выпускаемых предприятием АО "FEC". Изучение технологии производства бетонной смеси на заводах и крупных установках, бетонных и железобетонных изделий. Способы перемещения цемента.
отчет по практике [1,2 M], добавлен 08.12.2013Методика технологических расчетов макаронного пресса. Сырье, используемое при производстве макаронных изделий. Основные агрегаты макаронного производства - прессующее устройство и матрицы. Конструкция технологической линии производства макаронных изделий.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 24.12.2009Износ контактов и разрушение рабочей поверхности. Дребезг контактов и способы борьбы с ним. Работа контактных систем, в условиях короткого замыкания. Способы компенсации электродинамических сил в контактах. Материалы для контактных соединений.
реферат [1,6 M], добавлен 04.01.2009Строение ацетатных и триацетатных волокон. Основные элементы структуры швейных изделий. Свойства волокон и область их использования. Текстурированные нити, их виды, получение, свойства и использование. Штопорность швейных ниток и методы ее определения.
контрольная работа [59,2 K], добавлен 26.01.2015Определение основных требований к сырью для производства керамического кирпича. Состав и физико-химические свойства самой продукции, особенности управления качеством при ее производстве. Технологический контроль при производстве кирпича керамического.
курсовая работа [44,4 K], добавлен 28.09.2011Межцеховое календарное планирование в массовом производстве. Использование межцехового календарного планирования для определения потребности в выпуске готовых изделий согласно годовому плану с учетом запасов. Внутрицеховое календарное планирование.
реферат [208,1 K], добавлен 25.10.2010Анализ форм и основных приемов производства изделий из камней на Урале. Характеристика процесса изготовления изделий из поделочного камня в камнерезной мастерской в г. Верхняя Пышма. Исследование технологических процессов изготовления шкатулки и часов.
отчет по практике [26,0 K], добавлен 09.10.2013
