Применение системы автоматического регулирования (САУ) на примере процесса производства кефира. Разработка структурной схемы и математической модели САУ. Повышение качества процесса регулирования с помощью синтеза САУ и корректирующих устройств.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Содержание

• 1. Область применения системы
• 2. Разработка структурной схемы и математической модели САУ
• 3. Синтез дискретного корректирующего устройства
• 4. Анализ качества дискретной САУ
• Заключение
• Список использованных источников

1. Область применения системы

Системы автоматического регулирования в настоящее время очень широко применяются в производственном процессе.

Рассмотрим, к примеру, процесс производства кефира.

Регулирование уровня молока в баке.

Температура производственной закваски регулируется путем подачи пара в заквасочник. Она не должна превышать 600,6 ъС. Измерение температуры осуществляется термометром сопротивления ТСП-5071, сигнал подаётся на контроллер, с которого по заложенной программе и осуществляется управление клапаном.

Перерегулирование у=1 %.

Рисунок 1.1 - Схема регулирования температуры закваски в заквасочнике.

Рисунок 1.2 - Контур автоматизации регулирования температуры в заквасочнике.

Регулирование расхода производственной закваски. Расход закваски после заквасочника должен составлять 3003,5 мі/ч, измерение расхода осуществляется дозатором ШЖУ-40-16.

В случае не соблюдения режима расхода, сигнал поступает на контроллер, который формирует управляющее воздействие поступающее на трехходовой клапан.

Перерегулирование: у=1,2%.

Рисунок 1.3 - Схема регулирования расхода производственной закваски.

Рисунок 1.4 - Контур автоматизации регулирования расхода производственной закваски

Регулирование температуры кефира, осуществляется путем подачи холодной воды в резервуар для сквашивания кефира, при этом температура кефира равна 25±0,25 ⁰С. Измерение температуры осуществляется термометром сопротивления ТСП-5071, сигнал подаётся на контроллер, с которого по заложенной программе и осуществляется управление клапаном.

Перерегулирование у=1 %.

Рисунок 1.5 - Регулирования температуры кефира

Рисунок 1.6 - Контур автоматизации регулирования температуры кефира.

2. Разработка структурной схемы и математической модели САУ

Построим кривую разгона по данным из приложения А таблицы А1 в соответствии с вариантом А5.

Рисунок 2.1 - Заданная кривая разгона

Таблица 2.1 - Исходные данные

t	0	1	2	3	4	5	6	7	8
h (t)	0	0.3	0.9	1.6	2.5	3.3	4.2	5.2	6.1
t	9	10	11	12	13	14	15	16	17
h (t)	7.1	8.2	9.2	10.2	11.1	11.9	12.7	13.3	13.8
t	18	19	20	21	22	23	24	25	26
h (t)	14.3	14.8	15.3	15.7	16	16.3	16.5	16.6	16.7
t	27	28	29	30
h (t)	16.8	16.9	17	17

Требуемое время регулирования t_p = 22c;

Допустимое динамическое отклонение регулируемого параметра от установившегося значения ₁ =8%;

Величина внешнего возмущающего воздействия = 0,3;

Период квантования T₀ = 0,1 с.

Для нахождения передаточной функции разомкнутой системы W (p) аппроксимируем исходную кривую разгона. Для аппроксимации можно выбрать апериодическое звено 2-го порядка или звено чистого запаздывания.

Выберем апериодическое звено 2 порядка, так как оно обеспечивает хороший запас устойчивости по амплитуде и по фазе.

Передаточная функция апериодического звена 2 порядка имеет вид

(1)

Для нахождения значений параметров Т₁ и Т₂ составим систему уравнений

Решив систему уравнений, получим: Т₁ = 1 с, Т₂ = 5 с.

Коэффициент усиления К=17.

Таким образом, получили передаточную функцию разомкнутой системы

. (2)

Построим кривую разгона по полученной передаточной функции, и определим рассчитанное значение выходной координаты.

Рисунок 2.2 - Полученная кривая разгона

Таблица 2.2 - Расчетные значения выходных координат

t	0	1	2	3	4	5	6	7	8
h (t)	0	0.7	2.1	4.3	8	9.7	11.3	12	12.5
T	9	10	11	12	13	14	15	16	17
h (t)	13.7	14	14.4	14.8	15.3	15.7	15.9	16	16.1
t	18	19	20	21	22	23	24	25	26
h (t)	16.2	16.2	16.3	16.3	16.4	16.4	16.5	16.6	16.7
t	27	28	29	30
h (t)	16.8	16.... Другие файлы: Синтез дискретного устройства Теория дискретных устройств. Логическое проектирование дешифраторов. Временная диаграмма и принципиальная схема делителя частоты на десять. Расчет мул... Дискретные устройства Разработка и описание принципиальной схемы дискретного устройства. Синтез основных узлов дискретного устройства, делителя частоты, параллельного сумма... Синтез дискретных устройств Основные узлы дискретного устройства: генератор прямоугольных импульсов, параллельно-последовательный счетчик, преобразователь кодов, делитель частоты... Частотный синтез корректирующего устройства Преобразование исходной неустойчивой системы с отрицательной обратной связью в устойчивую с помощью частотного метода синтеза. Формирование передаточн... Расчет следящей системы постоянного тока Анализ автоматической следящей системы, синтез корректирующего устройства и встречного корректирующего звена. Следящее устройство автоматического упра...