Узнать стоимость написания работы
Оставьте заявку, и в течение 5 минут на почту вам станут поступать предложения!
Реферат

Реферат по предмету "Коммуникации и связь"


Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

СамарскийГосударственный Технический Университет
Филиал в г.Сызрани
Кафедра АТПП
Курсоваяработа
По дисциплине«Теория автоматического управления»
Системаавтоматического регулированиетемпературы теплоносителя зерносушилки
Выполнил:
Студент гр. ЭАЗ-302
Козлов П.С.
Проверил:
Доцент
Будин В.И.
Сызрань
2008 г.

Содержание
1. Техническоезадание на проектирование
2. Выбор методапроектирования
3. Построениеструктурной схемы нескорректированной САУ и определение передаточных функций еёзвеньев
4. Оценка точности ианализ устойчивости исходной системы
5. Построениежелаемой ЛАЧХ и ЛФЧХ
6. Оценкапоказателей качества желаемой системы
7. Синтезпоследовательного корректирующего устройства
8. Реализациякорректирующего устройства в виде аналогового регулятора с пассивной коррекцией
9. Построение иописание функциональной схемы скорректированной системы
Заключение

1. Техническое задание напроектирование
Техническое задание напроектирование включает в себя исходные данные, позволяющие произвести синтезсистемы. К ним относятся функциональная схема нескорректированной САУ, сведенияо принципе её действия, уравнения всех звеньев и их параметров, характеристикивходных и возмущающих воздействии, показатели качества проектируемой САУ.
Для систем стабилизациизадаются максимальная относительная ошибка системы ν(в %),перерегулирование σ(в %), и время переходного процесса. Кроме того, могутбыть предъявлены и другие требования для индивидуализации КР. В частности, вданной курсовой работе время минимизируется при заданных и с учетом ограниченийна значения выходного напряжения усилителя.
2. Выбор методапроектирования
Задача синтеза системыавтоматического управления заключается в выборе такой её структуры, параметров,характеристик и способов их реализации, которые при заданных ограниченияхнаилучшим образом удовлетворяют требованиям, предъявленным к системе.
Обычно частьпроектируемой системы задана. Она является исходной или нескорректированнойСАУ. Параметры её функциональных элементов известны. В такой постановке задачапроектирования сводится к определению корректирующего устройства КУ,обеспечивающего заданные показатели качества системы.
Наиболее простым инаглядным методом синтеза САУ является метод логарифмических амплитудныхчастотных характеристик (ЛАЧХ). Его идея основана на однозначной связи междупереходным процессом в системе и её ЛАЧХ. По заданным динамическим показателямсначала строится желаемая ЛАЧХ, а затем путем графического построенияосуществляется приближение к ней частотных характеристик исходной системы. Врезультате определяется ЛАЧХ КУ. Корректирующее устройство может включаться вканал управления последовательно или встречно-параллельно.
В рамках курсовогопроектирования синтез САУ осуществляется согласно заданию кафедры, котораяопределяет как содержание, так и объем курсовой работы. Решаемые задачипреследуют учебные цели, которые сориентированы на закрепление и расширениезнаний по теории автоматического управления, развитию навыков и применениесовременных инженерных навыков, в том числе и с применением ЭВМ при разработкеи изучению реальных САУ.
Система автоматического регулирование температурытеплоносителя зерносушилки
На рис. 3 показана схемаСАР температуры теплоносителя, поступающего в шахтную зерносушилку 1 из камерысмешивания 2, которая является объектом регулирования. В этой камере холодныйвоздух при температуре θХ смешивается с горячим воздухом температуройθГ. Соотношение горячего и холодного воздуха, а следовательно, итемпература воздуха в камере смешивания θС зависят от угла поворота φзаслонки 3. Температура теплоносителя на входе зерносушилки измеряетсятерморезистором RД, включенным вмостовую схему, которая не только обеспечивает с помощью резистора R0 требуемую температуру, но и сравнивает напряжение UД, пропорциональное температуре θС, с задающимнапряжением U0 (мостовая схема одновременновыполняет функции задающего и воспринимающего органов).

/>
Сигналразбаланса мостовой схемы (сигнал рассогласования) ΔU = U0 –UД усиливается усилителем 4, выходное напряжение которого Uy управляет исполнительным двигателем 5. Последний черезредуктор 6 перемещает заслонку 3, тем самым изменяет величину регулирующеговоздействия φ на входе объекта регулирования. За счет соответствующегоизменения угла поворота заслонки и компенсируется отрицательное влияние внешнихвозмущений f (изменение температуры, влажностиатмосферного воздуха и др.), действующих на объект регулирования. Приисследовании САР в качестве главного возмущения следует рассматривать изменениетемпературы атмосферного воздуха, приняв условно, что его влажность неменяется. Динамические свойства элементов САРописываются следующей системой уравнений:
/> - камера смешивания;
/> - датчик температуры;
/> — сравнивающий элемент;
/> - усилитель.
/>

— электродвигатель совместно средуктором (при условии, что момент сопротивления на валу двигателя Мс = const),Вариант Тс kс kf Tд kд Тм Тя ky f kэ ν σ с
/>
/> с с ºС
/> % % 6 1,3 60 0,28 1,3 0,015 0,018 0,002 100 20 0,05 1,0 15
Физический смыслпеременных, входящих в уравнения отражен в описании САР. Параметры Тс, Тя, Тм,Тя — постоянные времени, с; kc, kf, kA, ky, k0 — коэффициенты передачи. Выходной сигнал усилителяограничен уровнем 220 В. Заданная температура теплоносителя θС = 120 °С.
3. Построение структурной схемы нескорректированной САУ иопределение передаточных функций её звеньев
1)Найдем передаточнуюфункцию объекта управления (камера смешивания)
/>/>

/>
2) Найдем передаточнуюфункцию электродвигателя
/>
/>
3) Найдем передаточнуюфункцию усилителя
/>
/>

4) Найдем передаточнуюфункцию датчика температуры
/>
/>
5) Сравнивающий орган
/>
/>
Итоговая схема САР

/>
4. Оценка точности и анализ устойчивости исходной системы
Приведем схему САР кединичной обратной связи
/>
/>
Разложим звено/>на болеепростые звенья, для этого определим колебательное оно или апериодическое
Характеристическоеуравнение знаменателя
/>

Если
/>, то
звено апериодическое,иначе колебательное />
Тм2 >4ТмТя
0,0182 > 4∙0,018∙0,002
0,000324 > 0,000144
звено апериодическое.
/>
/>
Т1 = 0,0157
Т2 = 0,0023
/>
Оценка точности
а) ошибка по задающемувоздействию

/>
б) ошибка по возмущению
/>
Оценка устойчивости
Для оценки устойчивостииспользуем пакет программ MATLABи его модуль Control System Toolbox
Задаем передаточнуюфункцию разомкнутой системы
>> W=tf([4.5],[0.000061 0.000467 3.75 3.31 1 0])
Transferfunction:
/>
>>step(W);grid on

/>
Строим ЛАЧХ и ЛФЧХ.
Определяем запасы по фазеи амплитуде
>>margin(W);grid on
/>
Запас по амплитудедостаточен Gm=14,1 dB и входит в рекомендуемый запас 6-20dB.
Запас по фазе достаточен Pm=40,5 deg и входит в рекомендуемый запас 30-60deg.
Определяем устойчивостьпо критерию Найквиста
>> nyquist(W);gridon

/>
/>
Охватывает точку (-j;0), значит по критерию Найквистаразомкнутая система не устойчива.
Построим замкнутуюсистему н. основе разомкнутой
>> Z=feedback(W,1)
Transferfunction:
/>
>>step(Z);grid on

/>
Строим ЛАЧХ и ЛФЧХ.
Определяем запасы по фазеи амплитуде
>>margin(Z);grid on
/>
Определяем устойчивостьпо критерию Найквиста
>> nyquist(Z);grid on

/>
Не охватывает точку (-j;0), значит по критерию Найквистазамкнутая система устойчива. Годограф замкнутой системы проходит дальше отточки (-j;0), чем годограф разомкнутойсистемы, значит замкнутая система более устойчива.
5. Построение желаемой ЛАЧХ
Построим ЛАЧХ исходнойнескорректированной системы
/>
ν =1, k=4.5, ТД=1.3, TС=1.3, T1=0.0157, T2=0.0023
/>
20lgK=20lg4.5=13.06дБ
L(ω)=20lgA(ω)=20lg|W(jω)|=20lg4.5-20lg/>
-20lg/>-20lg/>-20lg/>
lg w0= -0.11
lg w1= -0.11
lg w2= 1.8
lg w3= 2.6

Первая точка ЛАЧХ 20lgK=13.06 дБ
Начальный наклон приν =1 равен />
Звенья апериодические икаждое из них изменяет наклон на />
Для построения желаемойЛАЧХ необходимо найти желаемый передаточный коэффициент:
Построение желаемой ЛАЧХ
Находим частоту среза пографику 5.24
При σ=15% Рмах=1
/>
/>
ωcp ≥ωc1
ωcp = 100
/>
Строим на миллиметровкеЛАЧХ исходной и желаемой системы, находим ЛАЧХ корректирующего устройства какрезультата вычитания ЛАЧХ исходной системы из ЛАЧХ желаемой.
По графику желаемой ЛАЧХнаходим
/>
/>
lgKж=1.9 дБ

6. Оценка показателейкачества желаемой системы
Записываем передаточнуюфункцию желаемой ЛАЧХ и вычисляем запасы по фазе и амплитуде, устойчивость покритерию Найквиста в пакете MATLAB.
lgω4 =2,6
ω4=398c-1
/>
/>
Transferfunction:
/>
>> step(W);grid on
/>

Строим ЛАЧХ и ЛФЧХ.
Определяем запасы по фазеи амплитуде
>> margin(W);gridon
/>
Построенная MATLAB ЛАЧХ совпадает с построенной намиллиметровке, запасы по фазе и амплитуде улучшились по сравнению с исходной MATLAB ЛАЧХ
Определяем устойчивостьпо критерию Найквиста
>> nyquist(W);gridon
Определяем устойчивостьпо критерию Найквиста
>> nyquist(W);gridon
/>

Диаграмма желаемойсистемы проходит дальше от точки (-j;0), чем исходной, поэтому она более устойчива.
7. Синтезпоследовательного корректирующего устройства
В результате вычислений впредыдущем пункте мы получили исходную и желаемую ЛАЧХ. ЛАЧХ корректирующегоустройства получается в результате вычитания
/>
По графику строимпередаточную функцию корректирующего устройства.
/>
По графику ЛАЧХкорректирующего устройства на миллиметровке находим
20lgKку=28 дБ
lgKку=1.4 дБ
Kку=25.1
>>W=tf([0.65,43.44,65.5,25.1],[0.000000011,0.000014,0.0067,1])

Transferfunction:
0.65 s^3 +43.44 s^2 + 65.5 s + 25.1
1.1e-008 s^3 +1.4e-005 s^2 + 0.0067 s + 1
Отобразим её
step(W);gridon
Строим ЛАЧХ и ЛФЧХ.
Определяем запасы по фазеи амплитуде
/>
Строим ЛАЧХ и ЛФЧХ.
Определяем запасы по фазеи амплитуде
/>

Построенная MATLAB ЛАЧХ КУ совпадает с построенной намиллиметровке
8. Реализациякорректирующего устройства в виде аналогового регулятора с пассивной коррекцией
Представим передаточнуюфункцию корректирующего устройства в виде
/>
Пусть
/>
Первая частькорректирующего устройства
/>
представлена системойуравнений
/>

следующей ЛАЧХ
/>
и физической схемой
/>
Рассчитаем схему
Пусть С=50 мкФ=50·10-6Ф
T = T4 =0.0022
τ = Tд = 1,3
/>
/>
/>
ky1 = k1∙k =2.92 ∙ 0.00169 =0.00493

Вторая частькорректирующего устройства
/>
представлена системойуравнений
/>
следующей ЛАЧХ
/>
и физической схемой
/>
Рассчитаем схему

Пусть С=50 мкФ=50·10-6Ф
T = T4 =0.0022
τ = Tc =1,3
/>
/>
/>
ky1 = k1∙k =2.92 ∙ 0.00169 =0.00493
Третья частькорректирующего устройства
/>
представлена системойуравнений
/>
следующей ЛАЧХ
/>

и физической схемой
/>
Рассчитаем схему
Пусть С=50 мкФ=50·10-6Ф
T = T4 = 0.0022
τ = T1 =0.0157
/>
/>
/>
ky1 = k1∙k =2.94 ∙ 0.146 =0.4224
9. Построение и описаниефункциональной схемы корректирующего устройства и скорректированной системы
/>

 />

Заключение
Я изучила схему САР напримере регулирования температурытеплоносителя зерносушилки. Я рассчитала и построила передаточнуюфункцию звеньев САР и всей системы в целом, рассчитала ошибку по возмущению ипо задающему воздействию. При помощи MATLAB построила ЛАЧХ и ЛФЧХ, определила запас по фазе и амплитуде. Построилана миллиметровке ЛАЧХ исходной системы, желаемой и как результат их вычитанияЛАЧХ корректирующего звена, по которой определила его передаточную функцию ифизическую схему.
Вывод: Я приобрела навыкианализа САР.


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Психология допроса и методика его проведения
Реферат Torture Throughout The Ages Essay Research Paper
Реферат Правовое регулирование гражданства Российской Федерации
Реферат Льготные составы убийств
Реферат Межкультурная коммуникация как основа обучению иностранному языку
Реферат Pat Buchanans Economics Essay Research Paper THE
Реферат Психология преступника и расследование преступлений
Реферат Правові наслідки недійсності правочину
Реферат Психология общения в судебном процессе
Реферат Публичные и частные финансы. Финансовое право
Реферат Разработка электронного обучающего пособия по теме Pascal работа с циклами с использованием
Реферат Публічне і приватне право
Реферат Torture Essay Research Paper We went to
Реферат Рассмотрение дел судом присяжных
Реферат Пути совершенствования уголовно-процессуальной деятельности специализированных подразделений дознания органов внутренних дел