Разработка информационно-измерительной системы контроля полезной мощности печи сопротивления, страница 8

Абсолютная погрешностьG оценивается в соответствии с формулой(2.20):

где  .

Вычисление полезной мощности осуществляется по формуле:

Абсолютная погрешность P_П может оценивается в соответствии с формулой (2.20):

где

 ;   ;

;  .

Проведём расчёт погрешности информационно-измерительной системы контроля полезной мощности печи сопротивления для конкретных приборов, установленных на ОАО "Волжский абразивный завод" и экспериментальных данных по плавке карбида кремния (рис. 2.13, 2.14).

Марки цифровых приборов и их приведённая погрешность приведены в таблице:

Таблица 3.1

Измеряемая величина	Марка цифрового прибора	Допустимая приведенная погрешность, %
Iв	Jokogawa PR300 (пр-во Япония)	0.25
Uв		0.25
P		0.5
cos φ		0.5
U1	ЩП120 (пр-во Россия)	1
U2	ЩП120 (пр-во Россия)	1
U3	ЩП120 (пр-во Россия)	1

Измерительные трансформаторы тока и напряжения имеют класс точности 0.5. Для трансформатора тока класса 0.5 предел допускаемой погрешности лежит в диапазоне = 0.5% .. 1% в зависимости от значения тока. Большая погрешность (>0.5%) возникает только при токе значительно меньшем номинального, поэтому для рабочего диапазона трансформатора можно принять =0.5%. Для трансформатора напряжения предел допускаемой погрешности составляет =0.5%.

В соответствии с (2.16) значения приведённых погрешностей измерения электрических параметров будут:

; ; ; .

В соответствии с (2.17) абсолютные предельные погрешности цифровых приборов:

Для N=5 моментов времени, взятых с интервалом M=10 мин, решается система уравнений (2.18) со следующими исходными данными:

В результате получено решение:

Вектор абсолютных невязок для системы уравнений, представленной в виде (2.18):

В соответствии с (2.21) была составлена система уравнений для вычисления абсолютных погрешностей:

где i=1..5.

Система уравнений была решена методом Ньютона. Абсолютные погрешности для действительных частей переменных системы (2.26):

Абсолютная и относительная погрешность вычисления электрической проводимости в соответствии с (2.23):

Абсолютная и относительная погрешность вычисления полезной мощности в соответствии с (2.25):

Погрешность вычисления полезной мощности обусловлена, в основном, приведенной погрешностью вольтметра U₃. При установке прибора с классом точности 0.5 погрешность вычисления P_П  будет снижена вдвое. К тому же цифровые вольтметры ЩП-120 обладают возможностью калибровки напряжения по узловым контрольным точкам, что также снижает реальную погрешность прибора. Предполагается, что практически можно уменьшить до 1%. 

Таким образом, разработана методика определения погрешности информационно-измерительной системы вычисления электрической проводимости и полезной мощности печи сопротивления.

2.2.4  Эмпирическая модель по методу «вход-выход»

Для управления полезной мощностью печи сопротивления предложено использовать адаптивную систему автоматического управления с обучаемой математической моделью объекта управления. Обучаемую математическую модель печи сопротивления предложено построить методом «вход-выход» по имеющимся экспериментальным данным, рассматривая объект управления как «черный ящик» [19]. В качестве переменной состояния модели печи выбрана электрическая проводимость печи G, так как эта переменная характеризует текущее состояние процесса плавки − превращение сырьевых компонентов шихты в карбид кремния. Известно, что знание текущей величины проводимости печи позволяет контролировать качество протекания процесса образования карбида кремния [30]. Структура системы управления примет вид [8, 16]:

Рисунок 2.24 − Структурная схема адаптивной системы управления