Курсовая работа на тему: Описание системы стабилизации температуры элетропечи. Построение математической модели объекта

Введение

Современная теория автоматического управления содержит результаты, применимые для различных классов общих многомерных систем, включая системы, задаваемые:

1. линейными дифференциальными уравнениями с переменными коэффициентами;

2. нелинейными дифференциальными уравнениями;

3. дифференциально-разностными и другими уравнениями с последействием;

4. уравнениями с частными производными и интегральными уравнениями.

Современная теория управления включает так называемую теорию оптимального управления, с помощью которой можно разрабатывать оптимальные системы, то есть системы, при функционировании которых минимизируется или максимизируется некоторый выбранный заранее критерий качества.

Автоматическое регулирование широко применяется в электротермии, в электрических печах сопротивления, также применяется автоматическое управление работой различных механизмов печного аппарата.

В индукционных печах и устройствах автоматически регулируется напряжение источников питания и коэффициент мощности установки, длительность отдельных процессов нагрева и их тепловой режим. В дуговых и рудно-термических печах применяют автоматические регуляторы, стабилизирующие их режим и обеспечивающие поддержание их мощности на заданном уровне.

Некоторые из электротермических процессов вообще не могут быть осуществлены в промышленных масштабах без их автоматизации. В других случаях автоматизация снижает брак, улучшает качество изделий, повышает производительность труда, улучшает качество технологических показателей производства, высвобождение обслуживающего персонала и облегчает условия его труда.

В электрических печах сопротивления осуществляется нагрев различных материалов до заданной температуры.

Во многих случаях после нагрева следует период выдержки, необходимый для выравнивания температуры в нагреваемых изделиях или для прохождения в цепях процессов, требующих времени. В связи с этим, основная задача устройств автоматического регулирования температуры состоит в обеспечении нагрева изделий до заданной температуры и в поддержании на заданном уровне с точностью, соответствующей требованиям технического процесса. Эти требования могут изменяться в широких пределах.

Различные электронные печи получили широкое распространение. Их существенные особенности:

1. Возможность компенсации большого количества энергии в весьма малых объектах и получение высоких скоростей нагрева и любой необходимой температуры;

2. возможность обеспечения высокой равномерности нагрева изделий;

3. легкость регулирования подводимой мощности, а также, следовательно, температуры, легкость автоматизации регулирования температурного режима.

В данном курсовом проекте осуществляется исследование системы автоматического регулирования температуры на базе промышленного регулятора Р-111.

В процессе исследований необходимо получить математическую модель объекта управления в виде передаточной функции.

Осуществить выбор параметров настройки регулятора, при которых система удовлетворяет заданным требованиям по точности и качеству.

Оглавление

- Введение8

- Описание системы стабилизации температуры элетропечи

- Построение математической модели объекта управления

- Методы математического описания объектов управления

- Экспериментальные данные

- Нахождение коэффициента усиления

- Построение математической модели звена первого порядка геометрическим методом

- Построение модели звена второго порядка методом площадей

- Построение математической модели звена второго порядка методом Ротача

- Выбор наилучшей аппроксимирующей модели

- Синтез регулятора

- Синтез регулятора методом ЛАЧХ

- Переходная характеристика замкнутой системы ЗАКЛЮЧЕНИЕ

- Библиографический список

- Приложение а обязательное

- Приложение б обязательное

- Приложение в рекомендуемое

Заключение

В ходе проектирования по экспериментальным данным была определена передаточная функция объекта. Передаточная функция определялась 3 различными способами. Причем одна передаточная функция была получена для апериодического звена первого порядка, два оставшихся метода позволяют определить параметры апериодического звена второго порядка. Именно такая передаточная функция наиболее точно описывает реальный объект.

По полученной передаточной функции был рассчитан ПИД-регулятор. Полученные параметры регулятора были, выставлены на стенде и проведены соответствующие экспериментальные исследования. Система оказалась устойчива, что подтверждает правильность расчета параметров регулятора. Соответствующие графики, иллюстрирующие поведение системы, приведены на рисунках 3.4 и 3.5.

Параметры синтезированного регулятора:

кп 4.67

Ти 310

Тд 55.6

Список литературы

1. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М. "Наука",1975.

2. Ротач В.Я. Расчет динамики промышленных автоматических систем. М. "Энергия".1973.