Министерство образования Российской Федерации

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ)

А.А. Руппель

АНАЛИЗ И СИНТЕЗ

СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Учебное пособие

Омск

Издательство СибАДИ

2006

УДК 681.06:621.3

ББК 32.973.26-018.2

Р

Рецензенты:

д-р техн. наук, проф., заведующий кафедрой «Автоматизация и робототехника» ОмГТУ В. Г. Хомченко,

канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой «Автоматика и системы управления» ОмГУПС А.Б. Кильдибеков

Работа одобрена редакционно-издательским советом академии и научно-методическим советом специальности 220301 – Автоматизация технологических процессов и производств в качестве учебного пособия по дисциплинам “Теория автоматического управления”, “Автоматизация технологических процессов и производств”, “Проектирование систем управления” для специальности 220301 – Автоматизация технологических процессов и производств.

Руппель А.А. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ: Учебное пособие. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2007. – с.

В учебном пособии рассматривается методика курсового и дипломного проектирования по автоматизации технологических процессов в среде MATLAB и Simulink. Особое внимание уделено идентификации объектов автоматизации технологических процессов с использованием пакетов расширения MATLAB System Identification Toolbox и Control System Toolbox.

Учебное пособие предназначено для студентов всех форм обучения специальности 220301 – Автоматизация технологических процессов и производств, выполняющих курсовые и дипломные проекты по автоматизации технологических процессов и производств, а также могут быть полезны студентам других специальностей при выполнении дипломных проектов.

Табл. 3. Библиогр.: 4 назв.

© Издательство СибАДИ, 2007

Оглавление

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 5

1. Общие методические указания по курсовому и дипломному

проектированию по автоматизации производственных

процессов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2. Технологический раздел . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.1. Обоснование необходимости автоматизации и

требования к системам автоматизации . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.2. Описание технологического процесса сушки шликера. . . . . 11

2.3. Требования к системе автоматизации процесса сушки

шликера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3. Раздел автоматизации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3.1. Идентификация технологического объекта управления . . . 21

3.1.1. Основные понятия и определения . . . . . . . . . . . . . . . 21

3.1.2. Виды моделей объектов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

3.2. Приложение MATLAB пакет System Identification Toolbox

для идентификации объектов автоматизации

технологических процессов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

3.2.1. Назначение пакета System Identification Toolbox . . . 30

2. Виды моделей пакета System Identification Toolbox. . 31

3.2.3. Основные операторы и функции пакета

System Identification Toolbox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

2. Идентификация с использованием блоков Simulink. 36

2. Применение пакета System Identification Toolbox для

идентификации распылительной сушилки . . . . . . . . . . . . . . 37

3.3.1. Постановка задачи идентификации и ее основные

этапы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2. Обработка и преобразование данных . . . . . . . . . . . . 39

3. Непараметрическое оценивание исходных данных . 42

4. Параметрическое оценивание данных . . . . . . . . . . . 48

3.3.5. Преобразование моделей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

2. Проверка адекватности модели . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

3. Графический интерфейс System Identification

Toolbox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

2. Анализ модели ТОУ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

2. Выводы по идентификации технологического объекта

автоматизации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

2. Математическое описание остальных элементов

структурно-математической схемы автоматизации . . . . . . .

2. Анализ работы системы автоматизации процесса сушки

шликера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Методика выбора автоматического регулятора . . . . . . . . . . .

3. Синтез системы автоматизации процесса сушки шликера . .

Выводы и рекомендации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Список использованных источников . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Приложения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .