Исследование задачи динамики каскада резервуаров - Курсовая работа

Определить перечень входных и выходных переменных математической модели. Разработать подробный алгоритм работы объекта. Для исследования поведения рассматриваемой динамической системы использовать пакет Simulink системы MATLAB. Собрать блок-диаграмму модели в пакете Simulink в соответствии с логикой работы системы. Используя графический инструментарий для проектирования систем управления Statefiow, провести моделирование управления объектом.Исследуемая система представляет собой два цилиндрических бака, расположенных вертикально на разной высоте таким образом, что дно первого бака находится на расстоянии H метров от дна второго. Система имеет входную трубу, находящуюся в первом баке на расстоянии h от его дна. Баки соединены трубой, являющейся выходной трубой первого бака (и расположенной у самого его дна) и входной трубой второго бака (расположенной на расстоянии Н от его дна).Скорость входного потока воды будет равна нулю при закрытом кране, если же кран открыт, то входной поток будет равен какой-то постоянной величине. Если через А1 и А2 обозначить площади оснований баков, то система уравнений для уровней воды в баках h1 и h2 будет следующей Скорость протекания воды между баками зависит от уровней воды h1 и h2, значения Н и положения задержки Р1 в кране V1В начальный момент контроллер посылает сигнал входному крану Vinput, тот мгновенно открывается и в течение времени Time1 [с] наполняется только первый бак. По истечении времени Time1 контроллер посылает команду открыть кран V1, и вода начинает поступать во второй бак. А именно, если контроллер обнаруживает, что уровень воды во втором баке опустился ниже значения L_min [м], поступает команда закрыть выходной кран, если вода во втором баке превышает уровень L_plus [м] - выдается команда открыть выходной кран.Сигналы о значениях Vinput, V1, V2 подаются от контроллера. Для преобразования этих уравнений в блок-диаграмму используется следующая идея.K1_control имеет один вход, один выход, содержит следующие блоки: 1) 3 блока Constant. Два экземпляра стандартного блока Constant, содержат в себе значения 1 и-1, что соответствует положению крана V1 (открыто/ закрыто), и один блок Const имеет значение 0 для функции К(Р) в ситуации, когда Р1=80. 3) Блок Integrator, который интегрирует поступающее от первого переключателя значение (1 или-1) в пределах от 0 до 80 с начальным значением интегрируемой величины 80 (значение с этого блока поступает на второй переключатель); Переключения в блоке Switch происходят в зависимости от величины V1, поступающей на вход блока K1_Control от контроллера. 3) Блок Integrator, который интегрирует поступающее от первого переключателя значение (1 или-1) в пределах от 0 до 80 с начальным значением интегрируемой величины 80 (значение с этого блока поступает на второй переключатель);Процесс из начальной точки мгновенно переходит в состояние state 1, входным действием которого является посылка сигнала, открывающего входной кран Vinput.Нормальный режим системы - все краны открыты, вода протекает через систему с постоянной скоростью. Переполнением считается превышение уровня воды h1 в первом баке в сравнении с высотой бака h. Для ситуации переполнения первого бака подобрано время Time1=30 секунд, то есть первые 30 секунд будет открыт кран Vinput, кран V1 закрыт. Переполнением считается превышение уровня воды h2 в втором баке в сравнении с высотой бака h. Для ситуации переполнения второго бака подобрано время Time1=5 секунд, Time2=90 секунд, то есть от 5 до 90 секунд открыт кран Vinput, V1, а кран V2 закрыт.В данной курсовой работе исследована задача динамики каскада резервуаров. Построена блок-диаграмма модели каскада резервуаров.

Содержание

1. Задание на курсовую работу

2. Описание объекта исследования

3. Уравнения модели, обоснование их вывода

4. Алгоритм работы системы

5. Перечень входных и выходных переменных модели

6. Блок-диаграммы каждого блока модели в пакете Simulink

7. Создание диаграммы контроллера

8. Проведение имитационных экспериментов на модели

Заключение simulink резервуар моделирование

1. Задание на курсовую работу

В данной курсовой работе исследована задача динамики каскада резервуаров. Построена блок-диаграмма модели каскада резервуаров. Проведены имитационные эксперименты для исследования режимов работы системы: 1. Нормальный режим работы системы

2. Переполнение первого бака системы

3. Переполнение второго бака системы

4. Периодическое включение/отключение выходного крана

По исследованиям поведения системы найдены значения Timel, Time2, L_plus, L_min.

1. Ибраева Л.К., Хисаров Б.Д. Моделирование и идентификация объектов управления. Учебное пособие. - Алматы: АИЭС, 2009.

2. Ибраева Л.К. Моделирование и идентификация объектов управления. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов всех форм обучения специальности 5В070200 - Автоматизация и управление. - Алматы: АУЭС, 2012.

Размещено на .ru