Пример дип.работы / Доклад Лобвдина С.В

В обеспечении конкурентно способности авто ВАЗ важной проблемой является снижением шума в салоне автомобиля. На РТИ производится выпуск вибродемпфирующего материала и одной из проблем является стабилизация техпроцесса с целью получения высоких качеств коэффициента демпфирования. Целью дипломного процесса является разработка системы управления обеспечивающей стабилизацию выпускаемого материала. Схема техпроцесса приведена на плакате 1.

Процесс заключается в следующем смеситель 1,2 загружается компоненты известь, асбест, слюда и битум на одну партию затем производится перемешивание в течение 20 минут, после чего масса передается в непрерывный смеситель. Из непрерывного смесителя смесь подается на каландр после которого образуется лента, которая охлаждается, проходит через отжимные валики, затем на материал наносятся антиадгезив клей производится его сушка резка и упаковка.

В следствии изменении характеристик исходных компонентов их концентрации происходит изменение битумной смеси что приводит к нестабильному параметру готовой продукции.

Управление концентрацией битумной смеси производится аппаратчиком в ручную. Аппаратчик оценивает концентрацию визуально по виду смеси в смесителе 1 при необходимости он производит корректировки объемов второй добавки битума.

На плакате 2 представлена схема управления процессом получения битумного вибро-демпфирующего материала

Для обеспечения управления концентрацией реакционной массы на выходе второго смесителя предполагается сделать дополнительную линию подачи битума в непрерывный смеситель. При этом, уменьшив подачу битума в дискретные смесители 1,2 управление дополнительной подачей битума позволит управлять консистенцией пульпы с помощью системы управления. Консистенция пульпы на выходе второго смесителя определяется путем измерения активной мощности двигателя шнека. При отклонении мощности от заданного значения регулятор УУ1 увеличивает или уменьшает подачу дополнительного битума и выходит активную мощность двигателя на заданное значение. Стабилизация мощности на каком-то уровне еще не обеспечивает стабильный коэффициент демпфирования производство материала. Поэтому предполагается второй контур управления который при отклонении текущего значения коэффициент демпфирования от заданного произвольного корректирует задание регулятору мощности двигателя.

Таким образом предлагаемая каскадная система путем стабилизации активной мощности двигателя шнека на заданном уровне обеспечивают стабилизацию коэффициента демпфирования.

Плакат3

Функциональная схема системы управления представлена на плакате 3

Плакат 4 Постановка и решение задачи идентификации

На плакате 4 приведена постановка задачи идентификации модели управления. Здесь приведена структурная схема ОУ и блок схема идентификации по методу настраиваемой модели.

Плакат 5

Производилось построение математической модели в смесителе на основании уравнения математического баланса. Полученная передаточная функция имеет вид периодического звена 1 порядка.

На плакате 6 произвели определение параметров моделей К и Т по результатам активного эксперимента при ступенчатом изменении тока фиксировалось изменение инвертора коэффициента модели К и Т полученные методом нелинейного программирования с помощью встроенной функции Excel получены значения К=-0,045 Т=180,8

На плакате 7 представлена структурная схема системы. Передаточные функции остальных элементов найдены по паспортным данным.

Модель объекта внешнего контура является звеном транспортного запаздывания тау которого = 30мин

На плакате 8 производится генерация случайных стохастических возмущений для внутреннего и внешнего контуров.

Данная работа заключается в нахождении настроек регуляторов внешнего и внутреннего контуров. Настройки находились методом математического регулирования моделей.

1 модель работа внутреннего контура при ступенчатом возмущающем воздействии методом нелинейного контура находим настройки регулятора К_р К_и К_д дающее минимальное значение ошибки. График полученного переходного процесса показывает что система устойчива. Перерегулирование равно 18% время регулирования 200сек что устраивает.

2 Модель при стохастическом возмущении внутреннего контура показывает что система эффективнее отрабатывает возмущения. Ошибка регулирования возмущений сумма квадратов отклонений уменьшилась с 23 до 3.

3 Моделирование внешнего контура.

Найдены настройки регулирования внешнего контура при ступенчатом возмущающем воздействии перерегулирования =20% t=200 сек переходной процесс колебательный затухающий время регулирования 7 часов.

4 Модель системы при возмущении стохастического воздействия показана что система его эффективно отрабатывает сумму квадратов отклонений уменьшилась в 7 раз.

Таким образом разрабатываемая система эффективно отрабатывает ступенчатое и стохастическое возмущение.