Розробка системи автоматичного керування процесом виробництва - Курсовая работа

Системи автоматичного керування застосовуються як для управління окремими машинами, так і для управління складними автоматичними комплексами, в яких ці машини та агрегати об‘єднуються у зв‘язану сукупність. автоматизація виробництво оптимізація керування Термін автоматизація виробництва має різні тлумачення залежно від того, який аспект загальної проблеми розглядається в окремій ситуації - розробка, проектування, впровадження систем автоматизації, тощо. У загальному плані, автоматизація виробництва - це етап машинного виробництва, що характеризується звільненням людини від безпосереднього виконання функцій, управління виробничими процесами та їх передачі технічним засобам - автоматичним пристроям та системам. У більш загальному визначенні, автоматизація - це один з основних напрямів науково-технічного прогресу, пов‘язаний з впровадженням автоматичних та автоматизованих систем управління, які замінюють людину при керуванні різними об‘єктами. Задачі автоматизації - здійснення регулювання технологічним процесом: своєчасне подання оператору обєктивної інформації про стан процесу технологічного обладнання; підтримка технологічних змінних, що характеризують проходження процесу в межах технологічного регламенту; захист обладнання при появі перед аварійних ситуацій; керування послідовно і паралельно працюючих апаратів і виробничих ділянок; забезпечення ритмічності технологічного процесу, оптимізація процесу в апараті, дільниці і процесів в цілому.Ті - стала часу і-ї ємності; - відхилення вихідної величини і-ї ємності від початкового (нульового, заданого) значення; - коефіцієнт передачі і-ї ємності об‘єкта за каналом керувального діяння; - зміна керувального діяння, прикладеного до і-ї ємності об‘єкта; - коефіцієнт передачі і-ї ємності об‘єкта за каналом збурення; - зміна збурювального діяння, прикладеного до і-ї ємності об‘єкта; - коефіцієнт передачі відповідно від попередньої та наступної та наступної ємностей; - час.Аналіз властивостей об‘єкта регулювання складається з визначення його статичних та динамічних характеристик за каналами клерувальних і збурювальних діянь.Підставивши задані значення в дану систему, отримаємо: ; (2) Система набуває вигляду: Визначимо передаточні функції для різних ємностей по різним каналам: по каналам управління по каналам збурення по каналу між ємнісного діяння між 1-ю і 2-ю ємностями по каналу між‘ємнісного діяння між 2-ю і 3-ю ємностями по каналу між‘ємнісного діяння між 2-ю і 1-ю ємностямиСтатичною характеристикою елемента чи системи називається графічна залежність виходу від входу в статиці (в усталеному режимі).У даному курсовому проекті оцінка об‘єкта (системи) в стані динаміки буде проводитись шляхом побудови кривих розгону за різними каналами та частотних характеристик (амплітудно-частотна, фазо-частотна та амплітудно-фазова характеристики). Припустимо, що вхідні діяння змінюються за частотним характером. Амплітудно-фазова характеристика (АФХ) об‘єкта будується за відповідними передаточними функціями по різним каналам вхідних діянь. У відповідні передаточні функції формально замінюємо оператор Лапласа р на jw, після чого отримують частотну характеристику W(jw): ; Для цього необхідно визначити значення w для кожної частотної характеристики, прирівнявши до нуля відповідно значення U(w) та V(w).Закон регулювання в САР вибирається на основі вимог до якості процесу регулювання (ступінь якості, коливальність, частотні критерії якості, пере регулювання тощо). Після необхідних перетворень наведена вище структурна схема прийме вигляд: Похибка регулювання (статична похибка) для системи з регулятором визначається зі співвідношення: Визначимо коефіцієнт передачі регулятора, за якого статична похибка регулювання не перевищить за модулем .Аналіз стійкості в даному курсовому проекті спочатку проводиться в системі з П-регулятором.У відповідності до критерія Гурвиця потрібно скласти визначник Гурвиця за характеристичним рівнянням замкненої системи за каналом управління із розрахованим у пункті 2.1 коефіцієнтом передачі : Складаємо визначник Гурвиця: Звідси діагональні мінори: ;Перевіримо стійкість системи, яка складається з обєкта, представленого системою рівнянь (3), та П-регулятора, якого розрахований у пункті 2.1, використовуючи частотний критерий стійкості Найквіста.Параметрична оптимізація розробленої стійкої САР полягає в знаходженні оптимальних параметрів настройки регулятора, що забезпечує найкраще значення критерія якості перехідного процесу при додержанні відповідних обмежень. В якості регулятора оберемо ПІ-регулятор, так як, на відміну від П-регулятора, він є більш точним (відсутня статична похибка). Приймемо, що значення Кр в ПІ-регуляторі дорівнює 1, а значення Ті визначимо з графіку перехідного процесу розімкненої системи по каналу управління . На основі отриманих даних побудуємо годограф (АФХ), оберемо декілька точок (8 шт.

Зміст

Вступ

1. Дослідження об‘єкта регулювання

1.1 Завдання об‘єкта управління

1.2 Аналіз властивостей об‘єкта регулювання

1.2.1 Визначення передаточних функцій об‘єкта управління

1.2.2 Побудова статичних характеристик об‘єкта

1.2.3 Побудова динамічних характеристик об‘єкта

2. Розроблення та дослідження системи автоматичного регулювання

2.1 Вибір закону регулювання

2.2 Аналіз стійкості системи

2.2.1 Критерій Гурвиця

2.2.2 Критерій Найквіста

2.3 Параметрична оптимізація системи

2.4 Оцінка чутливості системи

Висновок

Список використаної літератури