Анализ и синтез на базе комплекса технических средств гипотетической микропроцессорной системы оптимального управления технологическим процессом и оборудованием технического объекта (Сушка), страница 3

Содержание схемы: элементы объекта моделирования и связи между ними.

 Назначение схемы: общее представление об объекте, способ соединения элементов, последовательность процессов.

Операторная схема:

Содержание схемы: технологические операторы, элементы и их связи.

Назначение схемы:  анализ физико-химической сущности процессов объекта моделирования.

            -сжатие воздуха и топочных газов

            - межфазный обмен

Функциональная схема:

Содержание схемы: технологические операции объекта и их связи.

Назначение схемы: обобщенное представление о процессе функционирования объекта.

2 Этап.   Предпроектные НИР.

          Анализ ТОУ, информационных потоков, формулировка критерия управления. Разработка предварительных математических моделей.

2.1. Определение односвязности-многосвязности объекта.

      По результатам исследоаия делаем вывод, что исследуемый объект многосвязный, так как при изменении управляющего фактора U1 одновременно изменяются два контролируемых отклика Y1 и Y2.

 а) Изменение U1. (Change_u1)

б) Изменение U2 (Change_u2)

в) Изменение X1 (Change_x1)

г) Изменение X2 (Change_x2)

2.2. Определение линейности-нелинейности объекта.

   Определение: при непрерывном отклике на входное воздействие, аддитивности переменных и независимости параметров от переменных объект считают линейным

   Исходя из исследования и теоретических знаний делаем вывод, что объект линейный, так как в зоне управления зависимости Y1(U1) , Y2(U1), Y1(U2), Y2(U2), Y1(X1), Y2(X1), Y1(X2) и Y2(X2) линейны . (Change_u1, Change_u2, Change_x1, Change_x2)

2.3. Определение стационарности-нестационарности ТОУ.(Ctacionarn.I4)

По результатам снятым через месяц (ctacio(povt).txt)\

Оценки математического ожидания по 30 опытам

X1	X2	U1	U2	Y1	Y2	Y3
5.08267	2.11733	4.11733	2.56533	7.25867	5.616	3.42933

Оценки математического ожидания по 30 опытам спустя месяц

X1	X2	U1	U2	Y1	Y2	Y3
4.72	2.64533	4.216	2.33333	6.872	5.46133	3.65067

Вывод: Объект стационарный, так параметры системы являются независимыми во времени.

Y1, Y2 – статические,Y3 – динамическая переменная.

2.4. Определение характера изменения контролируемых, но неуправляемых в режиме нормальной эксплуатации возмущений.

Характер изменения контролируемых, но неуправляемых в режиме нормальной эксплуатации возмущений случайный.

2.5. Выявление связи между входными и выхожными переменными.

В результате эксперимента были выявлены следующие связи между выходными и входными переменными, а именно выходные переменные y1(температура продукта) и y2(влажность продукта) зависят от всех входных переменных, а выходная переменная y3(температура в камере) зависит только от входной u2(расход теплоносителя).

2.6. Определение статических и динамических связей между переменными.

Так как при изменении входных переменных выходные y1 и y2 изменяются сразу же, то соответствующие им системы будут статическими, а связи между выходными величинами и входными параметрами можно установить с помощью линейных математических моделей.

Так как прямой зависимости между изменением входных переменных и выходной величины y3 не наблюдается, то соответствующая система будет динамической.

2.7. Определение знаков влияния входных переменных на выходные.

В ходе эксперимента было установлено, что:

-при увеличении параметров U1, U2, X1 значения выходных переменных Y1, Y2 увеличиваются ,следовательно эти параметры входят в математические модели для Y1, Y2 с положительным знаком.

-при возрастании Х2 наблюдается увеличение переменной Y2 и уменьшение переменной Y1. Поэтому Х2 в математическую модель для Y1 входит с отрицательным знаком, а в математическую модель для Y2 – с положительным.

           

2.8. Выявление в системе случайных неконтролируемых переменных.

В реальных ТОУ с действием большого количества неучтенных факторов, присутствуют случайные неконтролируемые возмущения. В рассматриваемом УИК указанные возмущения задаются с помощью генераторов непрерывных случайных процессов.

Вывод:Технологический объект управления является многосвязным,                 линейным, стационарным. Характер изменения контролируемых, но неуправляемых в режиме нормальной эксплуатации возмущений случайный. Связи входных переменных X1, X2, U1, U2 с выходными величинами Y1, Y2 являются статическими, а связь между U2 и Y3 динамическая. Параметры U1, U2, X1 входят в математические модели для Y1, Y2 с положительным знаком. Переменная Х2 в математическую модель для Y1 входит с отрицательным знаком, а в математическую модель для Y2 – с положительным.

 Математические модели:

Y1=B3*x1-B4*x2+B2*u1+B1*u2;

Y2=A3*x1+A4*x2+A2*u1+A1*u2;

Y3=W (p)*u2;

2.9. Выбор ТЭП ТО и выбор критерия оптимальности работы ТО.

В качестве ТЭП выбираем минимальную дисперсию влажности продукта(Y2). Влажность должна поддерживаться на постоянном уровне чтобы обеспечивался оптимальный режим функционирования технологического объекта.

В качестве критерия оптимальности выберем минимум влажности продукта, так как этот критерий ведёт к повышению целесообразности использования ТО. В качестве критерия эффективности будем принимать ТЭП2.

3 Этап.   Эскизная разработка АСУТП.

Предварительная разработка функционально-алгоритмической структуры, выбор КТС, анализ систем-аналогов

Суть алгоритма состоит в поддержании на выходе Y2 значения, максимально близкого к заданному с помощью регулирования входов X1 и X2.