Дипломдық жұмыста жылу электр станциясындағы барабанды
Жалпыланған автоматизация жүйесінің функционалды және
жүктеу/скачать 3,24 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 1.5 Басқару нысанының динамикалық қасиеттерінің сараптамасы
- 1.6 Реттеу құрылғысының параметрлерін таңдау
- 2.3 VisSim программасының графикалық интерфейсі
1.4 Жалпыланған автоматизация жүйесінің функционалды және құрылымдық сұлбаның сипаттамасы мен құрастырылуы Барабандағы сиретілудің стабилизациялау жүйесінің жалпылама функционалды сұлбасы . Сұлбада келесі белгілер қабылданған: ҚК – қуат күшейткіш; ОМ – орындаушы механизм; БҚ – басқару құрылғысы; БО – басқару органы; БН – басқару нысаны; ДТ – температура датчигі. БО мен ДТ реттеу нысанын түзеді. БФЗР, ҚК, ОМ – жалпы реттеу құрылғысын құрады. Берілген мәндердің РҚ – на сәйкес болу үшін ПИ реттеуіші болу керек. ПИ реттеу заңы БФЗР блогымен құрылады. Сұлбада келесі белгілеулер қабылданған: Т – тапсырма; РЗҚБ – реттеу заңын құру блогы; КР - күй реттеу; ҚК – қуат күшейткіш; ОМ – орындаушы механизм; КД – күй датчигі; РҚ – реттеу құрылғысы; РО – реттеу органы; БН – басқару нысаны; СД – сиретілу датчигі; х – реттелетін шамасы; у – реттейтін шама; g – берілетін әсер; ε = g – x – берілген әсерден болатын реттелетін шаманың ауытқуы. РО, РД реттеу нысанын құрады. РЗҚБ, КР, ҚК, ОМ, КД реттеуші құрылғыны құрайды. РҚ жобаланып отырған мәндерге сәйкес ПИ заңына сәйкес реттеуі керек. ПИ реттеуішін құрастыратын РЗҚБ болып табылады. Реттеу заңының ауытқуларын болдырмау үшін барлық РЗҚБ блогынан кейін РҚ күшейту бөліктерімен динамикалық қарым қатынаста болу керек. Бұл шарт ҚК құралына орындалады. ОМ блогы беріліс функциясымен динамикалық қатынаста болатын интегралдаушы звено болып табылады
( )
, (1.2)
мұндағы Т ОМ – ОМ – ның тұрақты уақыты. ОМ – ның интегралдаушы звенодан күшейткішке ауысу үшін және де реттеу заңына берілген ауытқулады елемеу үшін ОМ мен ҚК кері байланыспен орнатылған. Кері байланыс кезінде ОМ – ның күйін анықтайтын датчик КД орнатылған, ал тура байланыста күйдің пропорционалды реттеуіші орнатылған. Кері байланыспен орнатылған ОМ сұлбасы 3 – суретте көрсетілген. Датчик пен күй регуляторы беріліс функциямен W ДП (р) = К
ДП және
W РП (р) = К РП сәйкестендірілген күшейту звенолары болып табылады. Әдетте, практикада мына шарт орындалады
( )
( )
( ) ( )
. (1.3)
Ал кері байланыспен орнатылған ОМ беріліс функциясы
( ) . (1.4) 23
1.3 сурет – Кері баланыспен орнатылған ОМ құрылыдмдық сұлбасы
1 шарттың жоғары түрде орындалуы үшін КР мен ОМ – ді де кері байланысқа алады. Реттеу органының сиретілу датчигінің динамикалық қасиеттері күшейткіш буынмен сипатталады, ал басқару нысаны апериодикалық кешігу буынымен. ПИ реттеу заңын іске асыратын автоматтандыру жүйесінің құрылымдық сұлбасы келесідей мәндерді қабылдайды: 1)
( )
. (1.5) 2) РҚЗБ интегралдаушы буынның БФ
( )
. (1.6)
3) Күй регуляторының БФ
. (1.7)
4) Қуат күшейткіштің БФ
. (1.8)
5) ОМ – нің БФ
. (1.9)
6) БФ
( )
- КД . (1.10) 7) Басқарылатын нысанның БФ
( ) . (1.11) 24
8) Басқару нысанының БФ
( )
( )
. (1.12) 9) Сиретілу датчигінің БФ
( ) . (1.13)
Құрылымдық сұлбаларды түрлендіру ұстанымы қолдана отырып автоматтандыру жүйесінің БФ келесідей түрін аламыз: 1)
РҚЗБ – ның БФ
( )
( ) ( ) (1.14)
2)
Басқарылатын құрылғының БФ
( ) ( )
( ) ( )
( )
( ) ( )
( )
. (1.15)
1.4 сурет – Қазандықтың пешіндегі сиретілу тұрақтылығының құрылымдық сұлбасы
шартты ескергенде
( )
( )
( ) ( )
3)
Нысанның БФ
( )
( ) ( )
( )
(1.17) 4)
Автоматты реттеу жүйесінің БФ 25
( )
( ) ( )
( ) ( )
(1.18)
(1.3) қатынас ізделініп отрыған автоматтандыру жүйесінің БФ аналитикалық шешімі
1.5 сурет – Автоматтандыру жүйесінің нығайтылған құрылымдық сұлбасы
1.5 Басқару нысанының динамикалық қасиеттерінің сараптамасы
БН – ның динамикалық қасиеттернің сараптамасын уақыттық және жиіліктік сипаттамаға байланысты жүргізеді. БН – ның жұмысы әдеттегі бірінші реттік дифференциалды теңдеумен сипатталады
( ) ( ) ( )
( ) . (1.19) БН уақыттық және жиіліктік сипаттамасын келесідей табамыз
( ) ∫ ( )
( )
. (1.20)
және (1.18) теңдеуді Лаплас бойынша түрлендіріп келесі алгебралық теңдеуді аламыз
( ) ( ) ( ) . (1.21) Ендігі осы алгебралық теңдеудің шешімін табамыз
( )
( ) . (1.22)
БН беріліс функциясының аналитикалық шешімін табамыз
( ) ( )
. (1.23) 26
келесідей түрде
. (1.24) Беріліс сипаттамасының бейнесін табамыз
( )
, (1.25) мұндағы 1/р – бірлік функциясының бейнесі 1(t). Хевисайдтың формуласын қолдана отырып
( ) ( )
( ) ∑
( )
( )
, (1.26)
мұндағы Рі – теңдеуді сипаттайтын түбір, Н (F1) мен Q
(F1) W(p)
функциясының алымы мен бөліміне сәйкес полином. Мынаны ескере отырып, H(0)= k
оу =2, Q(0)=1, p i = – 1/T = -1/12, Q ’ (p i )= T оу
=12 беріліс сипаттамасының аналитикалық шешімін табамыз
( )
(
) . (1.27)
Алынған теңдеуге t 0 – ден 120 – ға дейінгі мәндерін қойып беріліс сипаттамасының графигін тұрғызамыз
1.6 сурет – БН – ның беріліс сипаттамасы
Импульсті беріліс сипаттамасының аналитикалық шешімін табамыз
( )
. (1.27) 27
Алынған теңдікке t 0 – ден 100 – ге дейінгі мәндерді қойып ипульсті өтпелі сипаттамасының графигін тұрғызамыз
БН – ның амплитудалы – жиіліктік сипаттамасын анықтаймыз. БН – ның беріліс функциясын жазамыз
( )
. (1.27)
р – ны jw – ға ауыстырамыз, мұндағы ескеріп
( )
( ) (
)
. (1.28)
W
(jw) – нан нақты V(w) және жорамал U(w) бөліктерін бөліп аламыз
( )
, ( )
. (1.29) БН – ның амплитуда – жиіліктік сипаттамасын табамыз
( ) √
( ) ( ) √
(
) (
)
√
. (1.30) БН фазалы – жиіліктік сипаттамасын табамыз
( ) ( )
( )
(
) (
)
(
) (1.31) 28
( ) ( ) . (1.32)
(1.31) бен (1.32) мәндерге w мәнін қойып амплитудалы – жиіліктік және фазалы – жиіліктік сипаттаманы аламыз.
1.8 сурет – БН – ның АЖС
1.9 сурет – БН – ның ФЖС
Алынған жиіліктік сипаттамалар нәтижесінен БН төменгі жиілікті екенін байқаймыз, яғни реттеу шамасының өзгеруін әлсіз шамада ғана байқайды.
Сиретілу датчигінің К СД коэффициентін анықтау үшін датчиктегі максималды шығыс сигнал мен максималды кіріс сигналының мәндерінің қатынсын табу керек. Ол үшін 29
(1.33)
ПИ реттеуіші мен апериодикалық реттеу заңы бойынша
,
. (1.34) 1.7 Автоматтандыру жүйесінің тұрақтылығының есептелуі Автоматтандыру жүйесінің тұрақтылығын зерттеу үшін Найквист критерийін қолданамыз
( )
( )
(
)
. (1.35)
Берілген мәнде τ = 0 тең болғандықтан,
. Сонда р параметрін jω ауыстырып, комплексті жиіліктік сипаттама аламыз
( )
( )
(
) . (1.36) Әдеттегідей түрлендіруден кейін келесі өрнекті аламыз
( ) (
)(
)
(
)
(
) (1.37) мұндағы К = К РҚ * К
Н .
30
АРНАЙЫ БӨЛІМ 2.1 Жобаға қажетті бағдарлама таңдау Негізге алынған жобаны даярлау үшін модель құрастырып, оның визуализациясын жасайтын арнайы бағдарлама таңдалуы керек. Ол үшін бірнеше бағдарламаны қарастыруға болады. Модель құрастыру үшін арналған бағдарламалардың ең көп қолданысқа тарағаны – MatLab және VisSim. MatLab (Matrix Laboratory) модельдеу ортасы – техникалық есептемелерді шешуге арналған қолданбалы бағдарламалар пакеті. MatLab бағдарламасын млн астам инженер мен ғылыми жұмысшылар пайдаланады және ол қазіргі жаңа операционды жүйелерде жұмыс жасайды. MatLab тілі жоғары дәрежелі интерпретациялық бағдарламалау тілі, оның негізі құрылымды мәліметтер матрицасына сүйенген, функциялардың кең спектрі, нысанды бағытталған мүмкіндіктері мен бағдарламаларға арналған интерфейсі бар. MatLab бағдарламасының үш өлшемді графикаларды құрастыру мүмкіндігі жоғары. Бағдарлама қолданушыға сараптама жасау мақсатында көп көлемде функция және алгоритмдерді жасауда ыңғайлы тәсіл ұсынады. MatLab құрамында графиктер тұрғызу үшін түрлі функциялар бар, соның ішінде үш өлшемді, мәліметтерді анализдеу визуализациясы мен анимациялық роликтер құру. VisSim – динамикалық жүйелердің моделін құруға арналған және микропроцессорлар орнатылған модельдерді жобалауға арналған визуалдау бағдарламалық тіл. Блоктық диаграммалар мен қуатты модельдейтін ядро құруда VisSim өзіне Windows – ты интуитивті интерфейс ретінде сәйкестендіреді. VisSim бағдарламалық ортасы мен тілі басқару жүйелерін құру мен көркемдеу және модельдеу, сигналдарды санды өңдеу үшін кең қолданылады. Ол өзіне арифметикалық блоктарды қосады.
2.2 VisSim программасында модельдеу жайында мәлімет пен қолдану мақсаты
Техникалық нысандар мен жүйелерді модельдеу олардың қолданысқа жіберілмей тұрып негізгі сипаттамалары мен қасиеттерін анықтап, қажет болса түзету жасап, олардың құрылымы мен параметрлерні толықтай анықтау үшін қалданылады. Бұл қолданысқа жіберіліп қойғаннан кейін жұмысты толықтыру болмаса түзету жасамай дұрыс жұмыс жасайтын жүйенің жобасын алуға мүмкіндік береді. Ақырында модельдеу нысан мен жүйелердің , жобалау үрдістерін қысқартады және арзандатады. Бұдан басқа, жүйенің моделінде түрлі тәжірибелер жасауға болады: жүйеге арналмаған шарттар мен режимдерде жүйе қалай жұмыс жасайтынан, оның параметрлерінің қалай өзгеретіндігін және қандай нәтижеге алып
31
келетінін тексеруге болады. Арине біз мұндай тәжірибелерді шынай нысанда жүргізе алмайтынымыз оның қымбаттығы ғана емес сонымен қатар қауіпсіздігіне де баланысты. Сол себепті кез келген тәжірибелерді модель құру арқылы керекті ақпарат алу мақсатында жүргізе аламыз. VisSim программасы физикалық және техникалық нысандардың виртуалды модельдерін құруға, оптимизациялауға және зерттеуге арналған, сонымен қатар басқару жүйелеріне де. VisSim сөзінің аббревиатурасы - Visual Simulator – визуалды, көзбен қабылдайтын, модельдейтін орта мен тәсіл. VisSim программасы Visual Solutions (USA) компаниясымен жасалған және дамуда. Бұл программа - қуатты, қолданысқа ыңғайлы, физикалық және техникалық нысанды , жүйе мен олардың элементтерін модельдеуде жинақы және тиімді құрал. Сипаттау мен келесі
модель құрастыру VisSim ортасында дифференциалды теңдеулерді жазып және шешудің қажеті жоқ, себебі программа бұл әрекеттерді өзі берілген құрылым мен элементтер параметрлеріне баланысты жасайды. Шешімнің нәтижелері графикалық формада шығарылады.
VisSim программасы модель пайда болғаннан кейін жұмыстың негізгі бөлігін тек тышқанның көмегімен және енгізетін мәндерді клавитатура арқылы енгізетін графикалық интерфейс ұсынады. Қолданушының көзқарасымен VisSim прграммалық интерфейсі интерактивті виртуалды зертханалық стенд ретінде, жеке блок арқылы модель құратын, модельдеу үрдісін жіберетін, онымен басқару және бақылау нәтижелерін ұсынады. VisSim моделі – диаграмма бөлігі, шынайы немесе жобалаушы жүйеге арналып құрылған виртуалды көшірме. Диаграмма бірнеше модельден тұруы мүмкін.
жүктеу/скачать 3,24 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|