Система стабилизации температуры воды в электрическом водонагревателе

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Автоматики

Курсовой проект

Система стабилизации температуры воды в электрическом водонагревателе

Выполнил:                                                   Проверил:

Факультет: АВТ                                          Преподаватель: Кондратьев В.А.

Группа: АА-67

Студент: Драпов Г.С.

Дата выполнения:

Отметка о защите:

Новосибирск, 2010

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 3

1. АНАЛИЗ ЗАДАНИЯ НА РАЗРАБОТКУ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО, ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СРЕДСТВ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ.. 5

1.1. Исходные данные. 5

1.2. Выбор регулятора. 6

1.3. Выбор источника питания. 7

2. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ АНАЛИЗИРУЕМОЙ СИСТЕМЫ.. 9

2.1. Структурная схема системы регулирования. 9

2.2. Структурная схема объекта управления. 9

3. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ РЕГУЛЯТОРА.. 14

3.1. Определение динамических характеристик объекта управления. 14

3.2. Поиск первого приближения параметров настройки ПИ-регулятора. 16

3.3. Определение функции желательности. 17

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 20

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.. 21

ВВЕДЕНИЕ

 Актуальность обусловлена следующими обстоятельствами. Как правило, вследствие неточности построения математических моделей, результат проектирования реальной системы управления не соответствуют желаемым. Поэтому инженер проектировщик должен повторять процедуру синтеза, используя все доступные средства, чтобы добиться желаемых результатов. При этом очень важную роль играют интуиция, опыт, приобретённый в процессе исследования и эксплуатации реальных систем.

 На практике, трудности возникают при математической формулировке задачи и при реализации полученного аналитического решения. В частности, многие системы управления создаются с использованием промышленных регуляторов с типовыми законами управления и экспериментальной настройкой их параметров совместно с физическим объектом; при этом нет необходимости в разработке математических моделей. Для некоторых систем такой подход является приемлемым, а для других он совершенно не пригоден. С развитием вычислительных ресурсов для синтеза систем управления все большую роль в проектировании приобретают приемы математического моделирования с применением ПК. Это влечет за собой разработку различных средств обучения технологии компьютерного моделирования в предметной области.

Использование MatLab 6.5 для моделирования системы автоматического регулирования открывает широкие возможности в области статического моделирования, анализа, вычислений, задания структур данных и графического представления.

MatLab - наиболее развитая система программирования для научно-технических расчетов, дополненная несколькими десятками приложений, относящихся к вычислительной математике, обработке информации, конструированию электронных приборов, экономике и ряду других разделов приклад-ной науки. Имеет большие возможности для вывода двумерной и трехмерной графики. Это высокоуровневая система программирования, позволяющая резко сократить затраты труда при проверке алгоритмов и проведении прикидочных расчетов.

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

 Основные задачи. Анализ задания на разработку; обоснование выбора средств его реализации и задач работы; построить математическую модель объекта управления; выбрать структуру регулятора; сформировать функции желательности Харингтона и алгоритма настройки регулятора; оценить свой-ства системы; настроить параметры регулятора согласно требованиям минимального времени переходного процесса выходной переменной и перерегулирования не более 5%; представить блок-диаграммы