Регулирование химического реактора с перемешивающим устройством, в котором протекает экзотермическая реакция

Страницы работы

24 страницы (Word-файл)

Фрагмент текста работы

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский государственный индустриальный университет»

Кафедра систем автоматизации

                                                 КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине «Теория автоматического управления»

                                                                                              Выполнил: ст. гр. АТП – 03

                               Мантров М.Ю.

                                                                                               Проверил: д. т. н., профессор

                           Мышляев Л. П.

Новокузнецк 2006


Содержание

1.Выбор объекта автоматизации_____________________________________

2.Синтез и анализ САР по возмущению_______________________________

3.Синтез и анализ типовой САР_____________________________________ 

3.1.Постановка задачи синтеза типовой САР_________________________

3.2.Выбор закона регулирования___________________________________

3.3.Проверка устойчивости системы________________________________

3.4.Чувствительность системы к вариациям динамических параметров объекта_  

3.5.Оценка качества регулирования типовой САР____________________

4.Выбор и анализ прогнозирующей САР _____________________________

4.1.Описание САР Смита_________________________________________

4.2.Построение переходных процессов и определение их параметров___

4.3.Влияние вариаций параметров объекта на показатели качества регулирования_ 

Заключение______________________________________________________

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРА ТУРЫ________________________________

1 ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

Рассмотрим объект регулирования - химический реактор с перемешивающим устройством, в котором протекает экзотермическая реакция (рис. 1). Температура в реакторе должна находится на некотором постоянном уровне , при котором химическая реакция протекает наилучшим образом.

В основном управление данным объектом осуществляется по каналу регулирования «расход хладоагента — температура в реакторе».

Пусть основной канал регулирования—«расход хладагента- температура в реакторе» — аппроксимируется одним апериодическими звеном первого порядка с запаздыванием. Запаздывание обусловлено временем движения хладогента от подающего устройства до реактора.

;

где T1—  постоянная времени основной тепловой емкости реактора -коэффициент передачи, -время транспортного запаздывания, при этом T1 =3 мин,    =10 =2 мин. С учетом значений параметров модель будет иметь вид:

1)датчик температуры, 2) регулирующий клапан,

3) датчик расхода газа   4) датчик влажности

Рисунок 1- химический реактор с перемешивающим устройством

1.2 Модель погрешности измерений

При измерениях всегда присутствует погрешность. Погрешность можно охарактеризовать как отклонение  результата измерения Хизм. от истинного значения Хис измеряемой величины.

Погрешность измерения складывается из множества составляющих погрешностей: систематической погрешности, инструментальной погрешности, методической погрешности и т.д.

Относительная  погрешность измерения температуры с помощью датчика температуры составляет  ,  погрешность датчика измерения расхода , погрешность датчика влажности  .   

1.3.  Модель исполнительного механизма

Исполнительный механизм в системе представлен регулирующим клапаном. Расходная характеристика клапана представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Расходная характеристика регулирующего органа

Из графика видно, что при  открытии клапана на 0-12 % и 75-100 % зависимость расхода от процента открытия имеет нелинейный характер. Этот факт связан с конструктивными особенностями регулирующего органа. Данные участки не являются рабочими, т.е. при нормальном функционировании системы автоматического процент открытия регулирующего органа должен составлять 12-75%.

1.4.  Внешние контролируемые и неконтролируемые воздействия

Данный объект подвержен воздействию внешних контролируемых и неконтролируемых воздействий. К внешним контролируемым воздействиям можно отнести содержание в подающейся  реакционной смеси водяного пара.  Модель этого воздействия представлена инерционным звеном первого порядка:

,

Где -коэффициент передачи,   мин - время инерции, =2 мин-время запаздывания.

2. Синтез и анализ САР по возмущению

3.1. Постановка задачи структурного и параметрического синтеза

Дано:

1.  Математическая модель объекта регулирования в виде передаточной функции.

2.  Математическая модель внешних контролируемых возмущений в виде передаточной функции

3.  Набор структур типовых САР по возмущению

4.  Требуется:

1.  Выбрать из заданного набора структуру САР по возмущению.

2.  Определить параметры законов регулирования;

3.  Построить переходные процессы и определить их показатели;

4.  Определить влияние вариаций параметров объекта на показатели качества регулирования.













2.1 Синтез структуры и параметров САР по возмущению.

Рассмотрим объект управления в виде структурной схемы, представленной

Похожие материалы

Информация о работе