📄Работа №5600
Тема: Анализ и синтез системы терморегулирования
Характеристики работы
Тип работы
Курсовые работы
Предмет
Автоматика и управление
Объем:
43стр. листов
Год:
2008
Просмотров:
1201
1200
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение…………………………………………………………………………….. 4
1 Описание системы терморегулирования………………………………………... 5
2 Расчет элементов электрической схемы регулятора…………………………… 7
2.1 Расчёт параметров цепи, компенсирующих температуру холодного спая термопары…………………………………………………………………………...
7
2.2 Расчёт параметров цепи настройки системы на нуль………………………... 7
2.3 Расчёт параметров операционного усилителя У1……………………………. 8
2.4 Расчет параметров цепи, задающей напряжение…………………………….. 8
2.5 Расчёт параметров сравнивающего усилителя У2…………………………… 9
2.6 Расчет параметров сумматора У3……………………………………………... 9
3 Математическая модель системы терморегулирования……………………….. 10
3.1 Функциональная схема………………………………………………………… 10
3.2 Описание функциональных элементов передаточными функциями……….. 10
3.2.1 Электрическая печь…………………………………………………………... 10
3.2.2 Тиристорный регулятор мощности………………………………………….. 12
3.2.3 Термопара……………………………………………………………………... 12
3.2.4 Измерительный электронный усилитель У1……………………………….. 13
3.2.5 Пропорциональный – интегральный регулятор……………………………. 14
3.2.5.1 Интегральный канал регулятора…………………………………………... 14
3.2.5.2 Пропорциональный канал регулятора…………………………………….. 15
3.2.5.3 Передаточная функция пропорционального – интегрального регулятора…………………………………………………………………………...
16
3.3 Структурная схема и передаточная функция системы………………………. 16
4 Расчет настроек пропорционально-интегрального регулятора……………….. 18
4.1 Построение логарифмических частотных характеристик…………………… 18
4.2 Определение настроек регулятора…………………………………………….. 20
4.3 Передаточная функция системы терморегулирования с настроенным регулятором…………………………………………………………………………. 24
5 Исследование устойчивости системы терморегулирования…………………... 26
5.1 Оценка устойчивости при помощи алгебраического критерия устойчивости Гурвица……………………………………………………………… 26
5.2 Построение области устойчивости системы методом D-разбиения………... 26
6 Анализ качества системы………………………………………………………... 29
6.1 Анализ качества системы по логарифмическим частотным характеристикам…………………………………………………………………….
29
6.2 Анализ качества переходного процесса………………………………………. 29
6.3 Оценка вынужденной ошибки системы………………………………………. 34
7 Повышение быстродействия системы терморегулирования………………….. 35
7.1 Синтез последовательного корректирующего звена………………………… 35
7.2 Реализация корректирующего звена…………………………………………... 36
7.3 Проверка и оценка результатов коррекции…………………………………… 38
Заключение………………………………………………………………………….. 42
Библиографический список………………………………………………………... 43
ПЗ_Титлист анотация.doc
1 Описание системы терморегулирования………………………………………... 5
2 Расчет элементов электрической схемы регулятора…………………………… 7
2.1 Расчёт параметров цепи, компенсирующих температуру холодного спая термопары…………………………………………………………………………...
7
2.2 Расчёт параметров цепи настройки системы на нуль………………………... 7
2.3 Расчёт параметров операционного усилителя У1……………………………. 8
2.4 Расчет параметров цепи, задающей напряжение…………………………….. 8
2.5 Расчёт параметров сравнивающего усилителя У2…………………………… 9
2.6 Расчет параметров сумматора У3……………………………………………... 9
3 Математическая модель системы терморегулирования……………………….. 10
3.1 Функциональная схема………………………………………………………… 10
3.2 Описание функциональных элементов передаточными функциями……….. 10
3.2.1 Электрическая печь…………………………………………………………... 10
3.2.2 Тиристорный регулятор мощности………………………………………….. 12
3.2.3 Термопара……………………………………………………………………... 12
3.2.4 Измерительный электронный усилитель У1……………………………….. 13
3.2.5 Пропорциональный – интегральный регулятор……………………………. 14
3.2.5.1 Интегральный канал регулятора…………………………………………... 14
3.2.5.2 Пропорциональный канал регулятора…………………………………….. 15
3.2.5.3 Передаточная функция пропорционального – интегрального регулятора…………………………………………………………………………...
16
3.3 Структурная схема и передаточная функция системы………………………. 16
4 Расчет настроек пропорционально-интегрального регулятора……………….. 18
4.1 Построение логарифмических частотных характеристик…………………… 18
4.2 Определение настроек регулятора…………………………………………….. 20
4.3 Передаточная функция системы терморегулирования с настроенным регулятором…………………………………………………………………………. 24
5 Исследование устойчивости системы терморегулирования…………………... 26
5.1 Оценка устойчивости при помощи алгебраического критерия устойчивости Гурвица……………………………………………………………… 26
5.2 Построение области устойчивости системы методом D-разбиения………... 26
6 Анализ качества системы………………………………………………………... 29
6.1 Анализ качества системы по логарифмическим частотным характеристикам…………………………………………………………………….
29
6.2 Анализ качества переходного процесса………………………………………. 29
6.3 Оценка вынужденной ошибки системы………………………………………. 34
7 Повышение быстродействия системы терморегулирования………………….. 35
7.1 Синтез последовательного корректирующего звена………………………… 35
7.2 Реализация корректирующего звена…………………………………………... 36
7.3 Проверка и оценка результатов коррекции…………………………………… 38
Заключение………………………………………………………………………….. 42
Библиографический список………………………………………………………... 43
ПЗ_Титлист анотация.doc
📖 Введение
Аннотация
В данной курсовой работе исследована система терморегулирования с использованием методов анализа и синтеза обыкновенных линейных систем автоматического управления. В ходе выполнения работы была построена математическая модель системы в виде передаточной функции замкнутой системы и логарифмических частотных характеристик. Также система исследована на устойчивость с использованием алгебраического и частотного критериев устойчивости, исследовано влияние на устойчивость системы заданных параметров путём построения её области устойчивости в плоскости этих параметров. Был построен график переходного процесса с помощью численного метода, на основе которого и логарифмических частотных характеристик оценено качество системы. Также решена задача синтеза последовательного корректирующего звена с целью повышения быстродействия системы в 1,5 раза.
Рассчётно - пояснительная записка содержит: 43 стр., 15 рис., 11 табл., 4 библ.
Введение
Существует чрезвычайно разнообразное количество автоматических систем, которые управляют самыми различными процессами во всех областях промышленности. Основной задачей при проектировании таких систем является выбор структуры системы и параметров ее элементов таким образом, чтобы система была устойчивой и обеспечивала бы требуемое качество работы.
Объектом исследования в данной курсовой работе является система терморегулирования, которая служит для поддержания заданной температуры в печи постоянной. Целью данной работы является анализ и синтез системы. При анализе необходимо исследовать систему на устойчивость с помощью алгебраического критерия устойчивости Гурвица и метода D-разбиения и на качество переходного процесса. В результате, система не только должна быть устойчивой, но и обладать требуемыми характеристиками переходного процесса. В системе должен быть плавный апериодический процесс. Так как параметры объекта управления (печи) заданы, то добиться этого можно только изменением структуры и параметров регулятора. Для повышения быстродействия системы в 1,5 раза применяется структурный синтез последовательного корректирующего звена.
Исходные данные приведены в таблице 1 и таблице 2.
Таблица 1
Номинальная температура печи Тп, град Номинальное напряжение питания Uн(t), В Время разогрева печи до номинальной температуры tp, час Рабочая температура Tраб, град Изменение температуры на 10В изменения напряжения питания ∆U, град Тип термопары
658 220 5,12 540 32,4 ТХК 9312
Таблица 2
Тип термопары Диапазон измеряемых температур,
Градуировочная характеристика
Показатель тепловой инерционности , с
ТХК 9312 -40…+600 XK(L) 50
В данной курсовой работе исследована система терморегулирования с использованием методов анализа и синтеза обыкновенных линейных систем автоматического управления. В ходе выполнения работы была построена математическая модель системы в виде передаточной функции замкнутой системы и логарифмических частотных характеристик. Также система исследована на устойчивость с использованием алгебраического и частотного критериев устойчивости, исследовано влияние на устойчивость системы заданных параметров путём построения её области устойчивости в плоскости этих параметров. Был построен график переходного процесса с помощью численного метода, на основе которого и логарифмических частотных характеристик оценено качество системы. Также решена задача синтеза последовательного корректирующего звена с целью повышения быстродействия системы в 1,5 раза.
Рассчётно - пояснительная записка содержит: 43 стр., 15 рис., 11 табл., 4 библ.
Введение
Существует чрезвычайно разнообразное количество автоматических систем, которые управляют самыми различными процессами во всех областях промышленности. Основной задачей при проектировании таких систем является выбор структуры системы и параметров ее элементов таким образом, чтобы система была устойчивой и обеспечивала бы требуемое качество работы.
Объектом исследования в данной курсовой работе является система терморегулирования, которая служит для поддержания заданной температуры в печи постоянной. Целью данной работы является анализ и синтез системы. При анализе необходимо исследовать систему на устойчивость с помощью алгебраического критерия устойчивости Гурвица и метода D-разбиения и на качество переходного процесса. В результате, система не только должна быть устойчивой, но и обладать требуемыми характеристиками переходного процесса. В системе должен быть плавный апериодический процесс. Так как параметры объекта управления (печи) заданы, то добиться этого можно только изменением структуры и параметров регулятора. Для повышения быстродействия системы в 1,5 раза применяется структурный синтез последовательного корректирующего звена.
Исходные данные приведены в таблице 1 и таблице 2.
Таблица 1
Номинальная температура печи Тп, град Номинальное напряжение питания Uн(t), В Время разогрева печи до номинальной температуры tp, час Рабочая температура Tраб, град Изменение температуры на 10В изменения напряжения питания ∆U, град Тип термопары
658 220 5,12 540 32,4 ТХК 9312
Таблица 2
Тип термопары Диапазон измеряемых температур,
Градуировочная характеристика
Показатель тепловой инерционности , с
ТХК 9312 -40…+600 XK(L) 50
✅ Заключение
В данной курсовой работе была исследована система терморегулирования. Сначала, система была исследована на устойчивость с помощью алгебраического и частотного критериев. В обоих случаях система оказалась устойчивой. А также, построили область устойчивости в плоскости параметров и . Точка A( ) попала в эту область. Затем построили график переходного процесса в системе путем численного решения дифференциального уравнения с помощью программы MathCAD 2000 Professional . По графику видно, что процесс плавный, апериодический, без перерегулирования. В результате получили длительность переходного процесса системы с. В заключении, в структурную схему системы включили последовательное корректирующее звено, которое повысило быстродействие системы в 1,7 раза. Длительность переходного процесса после коррекции стала с.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.