БАЛАКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИКИ, ТЕХНОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ ФАКУЛЬТЕТ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ
КАФЕДРА УПРАВЛЕНИИ И ИНФОРМАТИКА В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине Локальные системы управления
САУ ОТБЕЛИВАНИЯ БЕЛЬЯ В СТИРАЛЬНОЙ МАШИНЕ
Выполнил ст. гр. УИТ – 51 Данилова В.А. 
Принял к.т.н. каф. УИТ Скоробогатова Т.Н. 
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОТБЕЛИВАНИЯ В СТИРАЛЬНОЙ МАШИНЕ
|
|
|
|
|
|
Ф1 |
|
|
I1 |
|
|||||||
|
|
I |
|
|
|
|
ДУ1 |
|
|||||||||
|
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
МП |
|
Д |
|
Емкость |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коммутатор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДУ2 |
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
Ф2 |
|
I2 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МП – микропроцессор; Д – дозатор;
ДУ1 и ДУ2 – датчики по первому и второму уровням;
Параметры регулируемой системы: |
Требования к проектируемому регулятору: |
|||
|
Емкость стирального бака до отметки |
|
Время регулирования tp 2 c; |
|
|
||||
|
уровня заполнения бельем – 34 литра; |
|
Колебательность М 1,3; |
|
|
Максимальное количество сухого белья, |
|||
|
Перерегулирование 30 – 40%; |
|||
|
загруженный в стиральный бак – 2 кг; |
|||
|
|
Максимально допустимое отклонение |
||
|
Максимальный интервал обновления |
|||
|
регулируемой величины в |
|||
|
данных (период дискретности) T0 = 1,2 |
|
||
мин; |
установившемся режиме |
4%; |
|
|
РАСЧЕТ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДАТЧИКА УРОВНЯ
Приемник |
Излучатель |
|
Кривые спектральной чувствительности фотоэлементов: 1- селеновый; 2 - сернисто-висмутовый; 3 - сернисто-свинцовый; 4-селенисто- свинцовый; 5-термоэлемент.
Основная характеристика фотоэлемента:
Спектральная чувствительность фотоэлемента:
Для селенового фотоэлемента при λ=0,75 мкм – S 0,75мА/ лм тогда величина светового потока:
Ф |
Iф |
|
10мА лн |
13,3лм |
|
|
|||
|
S |
|
0,75мА |
|
|
|
|
Интегральная чувствительность фотоэлемента :
S Iф \ Ф
Для селенного фотоэлемента S=400 мкА/лм, получим: Ф 10мА лн 25лм
0,4мА
Удельная чувствительность фотоэлемента: К0 ФIфU
где – Ф 13,3лм |
падающий световой поток; |
|
U = 220 В – напряжение, приложенное к |
||
фотоэлементу. |
|
|
К0 |
10мА |
3,4мкА/(лм В) |
|
||
13,3лм 220В |
|
|
ДЕЛЕНИЕ ЛСУ НА ИЗМЕНЯЕМУЮ И НЕИЗМЕНЯЕМУЮ ЧАСТИ. ПРОВЕРКА УСТОЙЧИВОСТИ САУ ПО КРИТЕРИЮ ШУР-КОНА
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф1 |
|
|
|
|
|
I1 |
|
|
||||||
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
Q |
|
|
|
|
0,00004 |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
|
|
|||||
|
|
|
|
15 р 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(6,28 р 1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,00004 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Передаточная функция неизменяемой части: |
WH ( p) |
|
0,00002 |
|
|
|||||||||||||||
(15 р |
1)(6,28 р 1) |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Передаточная функция всей системы: |
W ( p) |
|
|
|
|
0,00002 |
|
|
|
|
||||||||||
94,2 р |
2 |
21,28р 1,00002 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Получили характеристическое уравнение в z – форме вида: |
|
z2 0,787z 0,0003 0 |
|||||||||||||||||||
Определители Шур-Кона: |
|
|
0 |
|
|
38 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
77 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
1 |
|
|
3.16910 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
38 |
|
|
|
|
1.00425610000000000010 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
3.16910 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
0 |
0 |
1 |
0.787 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
0.00025350 |
0 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2 |
|
|
|
|
|
.999999935737 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
1 |
0 |
0 |
0.0002535 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
0.787 |
1 |
0 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ЛОГАРИФМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ САУ
3.14
2.36
1.57
0.79
ж( )
( ) 0
0.79 |
|
|
|
|
|
|
|
1.57 |
|
|
|
|
|
|
|
2.36 |
|
|
|
|
|
|
|
3.14 |
3 |
0.01 |
0.1 |
1 |
10 |
100 |
3 |
1 10 |
|
1 10 |
Передаточная функция разомкнутой системы:
Wp ( ) |
47863 1 (1 0,53i )(1 0,0356i ) |
|
(1 6,3i )(1 14,956i ) |
Передаточная функция полученной желаемой ЛАЧХ:
Wж ( ) 1000(1 1,1i )(1 0,0356i ) (1 14,956i )(1 6,3i )
Передаточную функцию параллельного корректирующего
звена: |
WК ( ) |
(1 14,956i )(1 |
6,3i ) |
|
1000(1 1,1i )(1 |
0,0356i ) |
|
ВЫБОР ПАРАЛЛЕЛЬНОГО КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА
C1 |
C2 |
Передаточная функция первого |
|
дифференцирующего четырехполюсника: |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W |
|
(s) K |
T1s 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где T1=R1∙C1= 14,956; |
k1 |
|
k1 T2 s 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
R3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Uвх |
|
|
|
|
R2 |
|
|
R2 |
|
|
|
|
|
R4 |
|
|
Uвых |
KK1=R2/(R1+R2)=0,074; |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T2=KK1∙T1=1,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С1=10 мкФ. Тогда R1=15 МОм, а |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R2=1,2МОм |
|
|
|
Передаточная функция второго дифференцирующего четырехполюсника: Wk 2 (s) Kk 2 T3 s 1
T4 s 1
где T3=R3∙C2= 6,3 KK2=R4/(R3+R4)=0,00567;
T4=KK2∙T3= 0,0356.
С2=10 мкФ → R3=6,3МОм, а R4=0,36МОм.
Коэффициент усиления усилителя:
К у |
0,001 |
2,4 |
||
0,074 |
0,00567 |
|||
|
|
|||
АЛГОРИТМ РАБОТЫ ПРОГРАММЫ КОРРЕКЦИИ
Разностное уравнение: уk (t) 1,19уk 1 0,269уk 2 0,095хk 1 0,166хk 2 0,072хk 3
Начало
yk-1=0; yk-2=0 xk-1=0; xk-2=0; xk-3=0
Чтение входного сигнала и помещение его в xk-1
yk=-1,19yk-1+0,269yk-2+0,095xk-1-0,166xk-2+0,072xk-3
yk-2=yk-1; yk-1=yk xk-2=xk-1; xk-1=xk
Вывод управляющего сигнала ук
Конец
