Введение 14
Обзор литературы 16
1 Объект и методы исследования 17
1.1 Описание объекта 17
1.2 Работа объекта 18
1.3 Описание эксперимента 19
1.4 Идентификация объекта 20
1.5 Классификация регуляторов 21
1.6 Выбор типа регулятора 22
1.7 Настройка регулятора 23
1.8 Регулятор Смита 25
2 Исследование системы 28
2.1 Исследования системы методом моделирования 28
2.2 Экспериментальные исследования 30
2.2.1 Программная часть системы управления в среде CoDeSys 31
2.2.2 Описание контроллера ОВЕН ПЛК 150 - 220. А-М 35
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 38
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение. .. 41
4.1 Планирование научно-исследовательских работ 42
4.1.1 Структура работ в рамках научного исследования 42
4.1.2 Разработка графика проведения научного исследования 45
4.1.3 Анализ конкурентных технических решений 46
4.1.4 SWOT-анализ 47
4.2 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 48
4.2.1 Расчет материальных затрат НТИ 48
4.2.2 Расчет затрат на специальное оборудование для научных
(экспериментальных) работ 50
4.2.3 Основная заработная плата исполнителей темы 51
4.2.4 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 52
4.2.5 Накладные расходы 53
4.2.6 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта . 54
4.3 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 55
5 Социальная ответственность 58
5.1 Профессиональная социальная безопасность 58
5.1.1 Анализ вредных и опасных факторов 58
5.1.2 Анализ вредных факторов 59
5.1.3 Анализ опасных факторов 67
5.2 Экологическая безопасность 68
5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 69
5.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 70
Заключение 72
Список используемых источников 75
Приложение 1 78
Приложение 2 80
Интерес к системам управления с запаздыванием всегда был и остаётся на достаточно высоком уровне. Этот факт объясняется рядом причин. Большинство производственных процессов обладают запаздыванием, влияние которого на динамику весьма велико. Ряд объектов обладают скрытым запаздыванием, которое в сравнении с быстродействием процессов на объекте не велико. Таким запаздыванием чаще всего пренебрегают. Но в ряде случаев запаздывание является принципиальным свойством объекта, что требует его учета при анализе динамических свойств объекта. К таким объектам относятся всевозможные транспортёры или объекты, построенные по аналогичному принципу. В таких объектах запаздывание может проявляться в двух видах: запаздывание по входу - запаздывание информации о состоянии объекта, запаздывание по измерению; запаздывание по выходу - запаздывание управляющего воздействия на объект, запаздывание по управлению. Чем больше отношение величины запаздывания к наибольшей постоянной времени объекта, тем сложнее добиться требуемого качества регулирования. Да и способы повышения качества регулирования основаны на сформулированном выше выводе:
уменьшение отношения величины запаздывания к наибольшей постоянной времени объекта путем внесения конструктивных или других видоизменений;
применением регуляторов сложной структуры, позволяющих уменьшить негативное воздействие запаздывания.
Настройка контура регулирования состоит из трёх важных этапов: идентификация объекта, расчет параметров регулятора и настройка регулятора. Поставленные задачи исследования:
- идентификация объекта: принцип работы, структура, назначение, передаточная функция;
- применение регулятора Смита;
- настройка регулятора Смита;
- сравнение полученных результатов с обычным ПИД-регулятором.
Для сравнения результатов исследований используются следующие
показатели качества переходных процессов:
время регулирования tp - это время, за которое регулируемая величина в переходном процессе начинает отличаться от установившегося значения менее чем на заранее заданное значение А, где А — точность регулирования и определяется как 5% от ууст.
перерегулирование а - характеристика управления, определяемая как отношение максимального отклонения выходной координаты умах в переходном режиме функционирования объекта от ее значения в установившемся режиме ууст.
Возможно этих показателей будет недостаточно, и тогда в процессе выполнения работы будут предложены дополнительные показатели.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы получены следующие основные результаты:
- выполнена идентификация объекта с запаздыванием и получена его передаточная функция;
- на основе предикатора Смита построен контур регулирования уровня, выполнены исследования методом имитационного моделирования и испытания на реальном объекте;
- выполнен сравнительный анализ результатов предикатора Смита и классического ПИД-регулятора;
- сформулированы направления дальнейших исследований.
Идентификация объекта, представляющего собой две емкости, насоса и звено чистого запаздывания в виде протяженного незаполненного трубопровода, выполнена по кривой разгона, т.е. реакцией системы на ступенчатое воздействие. Исследование и анализ полученной кривой позволил получить основные динамические характеристики объекта, такие как: постоянная времени, время запаздывания и коэффициент передачи объекта.
На основании полученных характеристик объекта построен контур регулирования с предикатором Смита и проведены его исследования, получены показатели качества процесса. Исследования выполнены с среде Matlab и на реальном объекте.
Проведён сравнительный анализ качественных характеристик контуров регулирования с предикатором Смита и ПИД- регулятором, исследования которого выполнены в предыдущих работах.
Из полученных результатов можно сделать следующие выводы:
- по времени регулирования регулятор Смита превосходит ПИД- регулятор;
- перерегулирование в случае с ПИД-регулятором ниже, чем с регулятором Смита.
Однако следует отметить, что качественные характеристики системы с предикатором Смита можно совершенствовать, совершенствуя модель объекта, в то время как ПИД-регулятор исчерпал свои возможности.
Интерес представляют и другие регуляторы, например: ППИ- регулятор, регулятор Ресвика.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
