Моделирование системы автоматического регулирования расхода пара

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание на курсовой проект

Построить математическую модель системы автоматического регулирования расхода пара. Кран с электроприводом.

Рисунок 1 - Объект регулирования

Заданные значения:

заданное значение давления после крана -P0 = 1 МПа;

температура рабочей среды до крана - = 303 К;

номинальный расход рабочей среды -G = 3.5 кг/с;

номинальное давление до крана -Р1 = 1.3 МПа.

Введение

Химическое производство состоит из целого ряда взаимосвязанных единичных процессов химической технологии и представляет собой сложную систему, характеризующуюся большим объемом информации. Изучение и разработка химико-технологической системы направлены на создание высокопродуктивных, высококачественных и экономических производств и в настоящее время ведутся на основе метода математического моделирования.

Моделирование - метод экспериментально-теоретического исследования сложных систем, позволяющий в качестве объекта рассматривать не подлинное явление, а некую его модель. Под моделью подразумевается такая упрощенная система, которая отражает совокупность свойств объекта, соответствующих представленной задаче моделирования, и дает возможность получить новые сведения об объекте.

В частности по математической моделью химико-технологического процесса следует понимать совокупность качественных представлений и математических соотношений, характеризующих отдельные, ограниченные в нужном направлении явления моделируемого процесса, а также взаимодействию этих явлений с учетом возмущающих факторов. Математические соотношения, составленные в результате теоретического анализа моделируемого процесса, представляют собой математическое описание.

Изучение объекта моделирования (химико-технологического процесса, отдельного аппарата, физико-химического явления и т.д.) сводится к анализу его математического описания в явном виде, т.е. к анализу зависимостей между определяющими и определяемыми переменными процесса. Эти зависимости можно получить только в результате решения уравнений математического описания. Для решения даже относительно простого математического описания, не говоря уже о сложных математических моделях, обычно требуются большие объемы вычислительных операций. Поэтому практическая реализация математических моделей невозможна без современных средств вычислительной техники.

1. Содержательное описание объекта регулирования

пар расход автоматический регулирование

Строим графики зависимостей для различных настроек PID - регулятора.

Рисунок 12 - Настройки PID - регулятора при P=20, I=10, D=0

Рисунок 13 - Настройки PID - регулятора при P=20, I=10, D=5

Рисунок 14 - Настройки PID - регулятора при P=20, I=4, D=0

Рисунок 15 - Настройки PID - регулятора при P=50, I=4, D=0,5

Рисунок 16 - Настройки PID - регулятора при P=50, I=5, D=0

Рисунок 17 - Настройки PID - регулятора при P=8,25, I=0,0135, D=0,15

Таблица 1 - Настройки регулятора

По графику переходного процесса (рисунок 17) определяем, что время регулирования примерно равно 25 с, перерегулирования нет, статической ошибки нет. Из этого следует, что настройки регулятора наиболее оптимальные при: P=8,25, I=0,0135, D=0,15.

Заключение

В данном курсовом проекте произведен расчет модели системы автоматического регулирования расхода пара. Расчет исполнительного механизма, произведены настройки PID - регулятора. Рассчитанная САР смоделирована в среде Simulink пакета MATLAB. Данные моделирования нас вполне устраивают, так как достигнута основная цель задачи, о чем говорят показатели качества переходного процесса системы.

Библиографический список

1. Закгейм А.Ю. Введение в моделирование химико-технологических процессов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1982. - (серия «Химическая кибернетика») 288 с.

2. Кафаров В.В., Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств: Учебн. пособие для вузов. - М.: Высш. шк., 1991. - 400 с.

3. Основы идентификации и проектирования тепловых процессов и систем: Учебное пособие / О.М. Алифанов, П.Н. Вабищев, В.В. Михайлов и др. - М.: Логос, 2001. - 400 с.

4. Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. - 2-е изд., испр. - М.: испр. - М., 2001. - 320 с.

5. Селиверстов В.М., Бажан П.И. Термодинамика, теплопередача и теплообменные аппараты: Учебник для институтов водн. трансп. - М. Транспорт, 1988. - 287 с.

6. Скурихин В.И. и др. Математическое моделирование. В.И. Скурихин, В.Б. Шифрин, В.В. Дубровский. _ К.: Техника , 1983. -270 с., ил.- Библиогр.: с. 265-269.

7. Теория тепломассообмена: Учебник для технических университетов и вузов / С.И. Исаев, И.А. Кожинов, В.И. Кофанов и др.; Под ред. А.И. Леонтьева. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997. - 683 с.

Размещено на Allbest.ru