По заданным критериям качества»

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

по

ТЕОРИИ УПРАВЛЕНИЯ

 

 

«СИНТЕЗ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ МАССЫ КВАДРАТНОГО МЕТРА БУМАЖНОГО ПОЛОТНА

ПО ЗАДАННЫМ КРИТЕРИЯМ КАЧЕСТВА»

 

Выполнил: студент V курса     .

Ситников С. А.           .

шифр 965-450       .

Проверил: преподаватель        .

Селянинова Л. Н.   .

 

С.-ПЕТЕРБУРГ

2000г.

 

 

 

№	Наименование элементов схемы АСР, их математическая модель, параметры модели. Рассматриваемые воздействия. Требования к проектируемой системе регулирования.	Обозначения переменных.	Размерность переменных	Значение
1	2	3	4	5
1.	Объект регулирования. Канал: “изменение расхода массы - изменение массы 1 м^2 полотна”.  Математическая модель объекта: Wоб(р) = К0  Параметры модели: - постоянная времени объекта - коэффициент передачи объекта - запаздывание по рассматриваемому каналу передачи информации	Т   К0 t	с                с	50   112 120
2.	Измерительное устройство, датчик электронный с преобразователем. Математическая модель датчика: Параметр модели: коэффициент передачи	Кд	ma	0,25
3.	Регулирующий блок /совокупность электронного регулятора и электродвигателя/ приближенно реализует ПИ-закон регулирования. Математическая модель регулирующего блока: К1 - пропорциональная составляющая закона регулирования К2 - интегральная составляющая закона регулирования	К1   К2
4.	Регулирующий орган: клапан Модель клапана: Параметры модели: коэффициент передачи	Кро		0,0104
5.	Требования к качеству работы проектируемой системы: 1. Точность регулирования массы 1 м^2 полотна 2. Минимальное значение степени затухания	e '	г/м^2	0,4 0,75
6.	Типовые входные воздействия: 1. Изменение задающего воздействия: 2. Изменение концентрированной массы:	С1   С2	г/м^2   % конц.	1,5   -3
7.	Канал передачи возмущения: “Изменение концентрации массы” – “изменение массы 1 м^2 полотна”  :	Кf1   Тf1	с	1,1     60

Задача

 

Цель создания автоматической системы – достичь того, чтобы значение массы 1 кв. м. 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.

 

Принцип работы

 

Объект регулирования – напорный ящик БДМ.

Регулируемая величина – масса 1 кв.м. полотна.

Регулирующая величина – расход массы.

Возмущающее воздействие – изменение концентрации массы.

Автоматический регулятор – средство решения задачи регулирования.

Автоматический регулятор состоит из электронного датчика измеряющего массу 1 кв.м. полотна, регулирующего блока (электрорегулятор и электродвигатель), приблизительно соответствующего ПИ-закону регулирования, клапана, изменяющего расход бумажной массы.

 

1. - бак массы

2. – напорный ящик

3. – сушильные группы

4. – каландр

5. – датчик массы 1кв.м. полотна

6. – преобразователь

7. – регулятор

8. – эл. двигатель - исполнительный механизм

9. – регулирующий орган - клапан

 

 

 

 

Функциональная схема системы.

 

 

 

Текущее значение массы 1 кв.м. полотна фиксируется датчиком. Через преобразователь на регулирующий блок подается электрический сигнал. В регулирующем блоке 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 исполнительный механизм (эл. двигатель).

Таблица 2

w, с^-1	0	0,02	0,04	0,06	0,08	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18	0,2
АЧХ,	120,00	84,8528	53,6656	37,9473	29,1043	23,5339	19,7279	16,9706	14,8842	13,2518	11,9404
, рад.	0,0000	1,6146	3,6929	5,9510	8,2742	10,6266	12,9944	15,3711	17,7536	20,1399	22,5289

 

 

    Из графика АЧХ видно: чем меньше частота входного сигнала, тем больше этот сигнал усиливается. При w = 0 коэффициент усиления равен максимальному значению 112. При больших частотах выходная величина по модулю стремится к нулю. Такие сигналы объект не пропустит.

       С ростом частоты увеличивается также фазовый сдвиг выходных колебаний по отношению к входным. Фазо-частотная характеристика положительна, следовательно, выходные колебания по фазе опережают входные. При w = w₀ j(w) = p.

 

 

 

Дискретная модель системы.

 

 

 

 

       Импульсную модель элемента можно описать разностным уравнением, вид которого определяется формирующим элементом. Самым простым формирующим элементом является экстраполятор нулевого порядка с передаточной функцией вида:

, где Т₀ – период дискретности. Тогда дискретная передаточная функция непрерывного элемента найдётся как:

       Выбор периода дискретности Т₀.

 

       Допустимая погрешность моделирования определяется из условия выбора периода дискретности Т₀ = Т/(10 ¸15), где Т – постоянная времени системы, при этом должно выполнятся условие: t / Т₀ > 5 ¸ 10, где t - запаздывание системы.

      

       Дискретная модель объекта регулирования:

       , где ; m = t/T₀ (число тактов запаздывания – целое число).

       Дискретная модель регулятора совместно с регулирующим блоком.

      

       Дискретная модель датчика: W_дат (Z) = K_д = 0.25

        

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

по

ТЕОРИИ УПРАВЛЕНИЯ

 

 

«СИНТЕЗ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ МАССЫ КВАДРАТНОГО МЕТРА БУМАЖНОГО ПОЛОТНА

ПО ЗАДАННЫМ КРИТЕРИЯМ КАЧЕСТВА»

 

Выполнил: студент V курса     .

Ситников С. А.           .

шифр 965-450       .

Проверил: преподаватель        .

Селянинова Л. Н.   .

 

С.-ПЕТЕРБУРГ

2000г.

 

 

 

№	Наименование элементов схемы АСР, их математическая модель, параметры модели. Рассматриваемые воздействия. Требования к проектируемой системе регулирования.	Обозначения переменных.	Размерность переменных	Значение
1	2	3	4	5
1.	Объект регулирования. Канал: “изменение расхода массы - изменение массы 1 м^2 полотна”.  Математическая модель объекта: Wоб(р) = К0  Параметры модели: - постоянная времени объекта - коэффициент передачи объекта - запаздывание по рассматриваемому каналу передачи информации	Т   К0 t	с                с	50   112 120
2.	Измерительное устройство, датчик электронный с преобразователем. Математическая модель датчика: Параметр модели: коэффициент передачи	Кд	ma	0,25
3.	Регулирующий блок /совокупность электронного регулятора и электродвигателя/ приближенно реализует ПИ-закон регулирования. Математическая модель регулирующего блока: К1 - пропорциональная составляющая закона регулирования К2 - интегральная составляющая закона регулирования	К1   К2
4.	Регулирующий орган: клапан Модель клапана: Параметры модели: коэффициент передачи	Кро		0,0104
5.	Требования к качеству работы проектируемой системы: 1. Точность регулирования массы 1 м^2 полотна 2. Минимальное значение степени затухания	e '	г/м^2	0,4 0,75
6.	Типовые входные воздействия: 1. Изменение задающего воздействия: 2. Изменение концентрированной массы:	С1   С2	г/м^2   % конц.	1,5   -3
7.	Канал передачи возмущения: “Изменение концентрации массы” – “изменение массы 1 м^2 полотна”  :	Кf1   Тf1	с	1,1     60

Задача

 

Цель создания автоматической системы – достичь того, чтобы значение массы 1 кв. м. 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.

 

Принцип работы

 

Объект регулирования – напорный ящик БДМ.

Регулируемая величина – масса 1 кв.м. полотна.

Регулирующая величина – расход массы.

Возмущающее воздействие – изменение концентрации массы.

Автоматический регулятор – средство решения задачи регулирования.

Автоматический регулятор состоит из электронного датчика измеряющего массу 1 кв.м. полотна, регулирующего блока (электрорегулятор и электродвигатель), приблизительно соответствующего ПИ-закону регулирования, клапана, изменяющего расход бумажной массы.

 

1. - бак массы

2. – напорный ящик

3. – сушильные группы

4. – каландр

5. – датчик массы 1кв.м. полотна

6. – преобразователь

7. – регулятор

8. – эл. двигатель - исполнительный механизм

9. – регулирующий орган - клапан

 

 

 

 

Функциональная схема системы.

 

 

 

Текущее значение массы 1 кв.м. полотна фиксируется датчиком. Через преобразователь на регулирующий блок подается электрический сигнал. В регулирующем блоке 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 исполнительный механизм (эл. двигатель).