Синтез системы автоматического управления приготовления шоколадной глазури

Дипломная работа - Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



>

- искомая постоянная термопары, ещё её называют коэффициент Зеебека.

Запишем закон Ома:

=E/r

 

Подставляя (3.1) в 3.2 выражаем S:

 

 

Продемонстрируем на графике наглядную зависимость постоянной термопары S от тока в цепи I. Воспользуемся программной средой MathCad

 

 

Рисунок 3 - Статическая характеристика датчика температуры

 

Таким образом, была рассчитана постоянная термопары (датчика измерения температуры), параметра характеризующего способность пропускать ток в цепи чувствительного элемента, от выбранного материала спая. По результатам расчета построена статическая характеристика, то есть зависимость величины тока (I) в цепи термопары от постоянной термопары (S). Из рисунка 3 видно, что реальная статическая характеристика совпадает с идеальной и имеет линейный характер, следовательно, расчет произведен правильно.

 

4 РАСЧЕТ ПЕРЕДАТОЧНОЙ ФУНКЦИИ СИСТЕМЫ, АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ШОКОЛАДНОЙ ГЛАЗУРИ

 

.1 Расчет передаточной функции ЛСУ приготовления шоколадно глазури

 

Преобразованная структура имеет следующий вид:

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4 - Структурная схема ЛСУ изготовления шоколадной глазури

 

Найдем передаточную функцию системы в общем виде:

- микропроцессор ,

тензо дозатор ,

шаровая мельница,

смеситель ,

дозатор ВЖ ,

датчик температуры

темперирующая машина

Преобразуем схему:

 

.

 

Подставив полученные ранее передаточные функции всех элементов системы и, упростив выражение с помощью программы MathCad, получим передаточную функцию ЛСУ приготовления шоколадной глазури:

 

 

Воспользовавшись программой MathCad найдем функцию переходного процесса:

.

График переходного процесса САУ (рис 5).

По графику видно, что система является устойчивой.

Определим прямые оценки качества системы.

) Максимальное значение переходного процесса:

) Установившееся значение переходного процесса:

 

Рисунок 5 - Переходный процесс

 

) Время переходного процесса, ограниченное пятипроцентной трубкой, которая определяется интервалом регулируемой величины от

c

) Перерегулирование:

) Колебательность: n=2.

) Время нарастания регулируемой величины:

c

) Время первого согласования:

Построим амплитудно-частотную частотную характеристику, определим косвенные оценки качества системы.

Рисунок 6 - График амплитудно-частотной характеристики

 

Косвенные оценки качества системы:

- показатель колебательности: ;

резонансная частота - частота, при которой амплитуда достигает значения максимума: wр = 0;

полоса пропускания частот - интервал частот, когда значения АЧХ больше, чем

 

.2 Определение устойчивости по критерию Гурвица

 

Для устойчивости системы необходимо и достаточно, чтобы все миноры определителя Гурвица были положительными.

По коэффициентам характеристического уравнения:

 

;

 

составляется определитель Гурвица.

Для этого по главной диагонали определителя выписываются все коэффициенты характеристического уравнения, начиная со второго, затем вверх записываются коэффициенты с возрастающим индексом, а вниз с убывающим индексом.

Составленный определитель называется главным определителем Гурвица, он имеет порядок, совпадающий с порядком характеристического уравнения. Из главного определителя составляются частные определители первого, второго, третьего и так далее порядков их образования из главного определителя.

Вычисляя главный определитель и частные определители, Гурвиц установил, для того, чтобы система была устойчива необходимо и достаточно, чтобы все определители были положительны.

Вычислим миноры в определителе Гурвица:

,

Все миноры определителя Гурвица больше ноля, следовательно система устойчива.

 

4.3 Проведение z-преобразования передаточной функции импульсной системы автоматического управления

 

Z-преобразование проведем по формуле:

 

,

 

где и - показатели цифрового преобразования. В рамках курсовой работы принимает их равными 1;

- передаточная функция импульсной системы.

.

Воспользовавшись программным продуктом MathLab можно получить передаточную функцию :

 

 

Определим устойчивость полученной импульсной системы по критерию Шур-Кона. Для устойчивости импульсной системы необходимо, чтобы коэффициенты характеристического уравнения были положительны:

В нашем случае характеристическое уравнение:

 

.

 

В характеристическом уравнении есть отрицательный коэффициент, следовательно, импульсная система не устойчива.

Проверим условия:

Составим определители Шур-Кона.

 

 

Посчитаем нечетные миноры матрицы. Для того, что бы система была устойчивой, чтобы нечетные миноры матрицы Шур Кона были меньше нуля, либо четные миноры матрицы были больше нуля.

Посчитав миноры в MathCAD, получили :, , . Tаким образом, по критерию Шур-Кона получаем, что данная дискретная система устойчива.

 

5 ПОСТРОЕНИЕ ЛОГАРИФМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМЫ И ЕЁ АНАЛИЗ

 

Построим ЛАЧХ ЛСУ приготовления шоколадной глазури. При этом оставляем систему в исходном

s