Другие предметы \ Автоматизация проектирования систем и средств управления

Техническое предложение по системе стабилизации температуры воды в электрокалорифере

Страницы работы

22 страницы (Word-файл)

Скачать файл

Содержание работы

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Новосибирский государственный технический университет

Кафедра Автоматики

Курсовой проект

по дисциплине «АПСиСУ»

на тему «Техническое предложение по системе стабилизации

температуры воды в электрокалорифере»

Факультет: АВТ

Группа: АА-47 Преподаватель:

Студент: Оськин С.А. Кондратьев В.А.

Вариант: 11

Дата сдачи: ________

Отметка о защите:

Новосибирск, 2008 г.

Содержание

Введение........................................................................................................	3
1. АНАЛИЗ ЗАДАНИЯ НА РАЗРАБОТКУ, ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СРЕДСТВ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ И ЗАДАЧ РАБОТЫ…..….........	4
1.1. Исходные положения и исходные данные для выполнения задания на проектировании.……….……………………………………………...	4
1.2. Общие положения создания современных систем стабилизации температуры воды в электрокалорифере…………….……………………...	6
1.3. Обоснование целесообразности применения приемов математического моделирования для оценки свойств системы……..…….................	6
1.4. Задачи работы…….………………………………………………....	7
2. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ……..……………………………………	7
2.1. Блок-диаграммы для структурного моделирования системы.	7
2.2. Целевая функция и методология параметрического синтеза..	11
3. ТЕСТИРОВАНИЕ И ПРОВЕДЕНИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО СИНТЕЗА СИСТЕМЫ………………………………………………………	14
3.1. Выбор оптимальных параметров ПИ-регулятора………………….	14
3.2. Результаты, свидетельствующие о качестве синтеза ……………..	16
Заключение…..……………………………….…………………….........	19
список литературы……………………….………………………….	20

Введение

Математическое моделирование дает возможность относительно быстро и без существенных затрат исследовать объекты в достаточной полноте, недоступной чисто теоретическим подходам.

Значительную долю среди систем автоматического управления занимают системы автоматической стабилизации. В таких системах возникает необходимость поддерживать заданную величину регулировании при воздействии внешних возмущений. При этом работа системы должна удовлетворять необходимым показателям качества регулирования: ограничения на время переходного процесса, перерегулирования, установившейся ошибки. В этих системах, часто требуется обеспечить оптимальную работу системы.

Целью работы являетсяразработка технического предложения о возможности реализации системы стабилизации температуры воды в электрокалорифере, обеспечивающей заданные требования технического задания.

Основными задачами являются:

– анализ задания на разработку и способов ее реализации;

– разработка математической модели и ее тестирование;

– оптимизация параметров настройки регулятора по целевой функции.

Для решения поставленных задач, используется MatLab 6. Оптимизация параметров настройки регулятора выполнялась на основе симплекс-планирования, осуществленного в MicrosoftExcel.

1. АНАЛИЗ ЗАДАНИЯ НА РАЗРАБОТКУ, ОБОСНОВАНИЕ

ВЫБОРА СРЕДСТВ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ И ЗАДАЧ РАБОТЫ

1.1. Исходные положения и исходные данные для выполнения задания на проектирование

Исходные данные представлены табл.1.1.

Таблица 1.1

Наименование параметра, обозначение, размерность	Данные
Температура воды на выходе, Т₂, ^оС	80
Температура воды на входе, Т₁, ^оС	13
Температура окружающей среды, Т_о.с, ^оС	20
Масса средняя, m, кг	10
Тип термопары	ХА
Постоянная времени термопары, , с	6
Время переходного запаздывания, , с	3
Расход воды средний, Q, м³/c	0.15
Сопротивление теплоотдачи, ,Вт/^oC	4
Возмущения по нагрузке - скачкообразное увеличение расхода, DQ, %	30
Величина допустимого перерегулирования, σ, %	5

Необходимо выполнить структурно-параметрический синтез в пределах типовых законов регулирования. При этом свойства системы необходимо оценивать по обобщенному показателю качества. Для системы управления существенны показатели перерегулирования (не более 5 %) и условие минимума расхода энергии на достижение сигнала задания. Возмущения по нагрузке - практически мгновенное (ступенчатое) увеличение расхода воды на 30%.

При описании системы необходимо представить концепцию её проектирования с иллюстрациями, функциональными схемами, осциллограммами.

В калорифере имеется электрический ТЭН, величина его мощности определяется законом Джоуля-Ленца с учетом изменения величины сопротивления в зависимости от температуры по линейному закону: