p align="left"> -0.0270 -0.0866 -0.0464 -0.0869 -0.0482 -0.0302 0.0153 -0.0766 0.0153 -0.1052 0.0240 -0.0859 Columns 25 through 36 -0.1173 -0.1704 -0.0363 -0.2339 -0.0512 -0.1978 -0.0673 -0.3134 -0.1028 0.0004 -0.0002 -0.0008 0.0054 0.1627 0.0338 0.2241 0.0479 0.1893 0.0633 0.3033 0.0968 0.0006 0.0007 0.0000 0.0982 -0.5156 -0.0681 -0.7405 -0.1021 -0.6439 -0.1429 -1.0379 -0.2414 0.0004 -0.0002 0.0006 0.0244 0.5344 0.0678 0.7721 0.1016 0.6741 0.1429 1.0857 0.2443 0.0003 -0.0006 0.0002 Column 37 -0.0003 0.0003 -0.0006 0.0006 L = 0.0623 -0.0000 -0.0000 0.0000 0.0771 -0.0000 -0.0000 0.0000 0.2162 -0.0000 -0.0000 0.0000 0.2181 0.0000 -0.0000 -0.0000 0.5175 0.0000 -0.0000 -0.0000 0.0623 -0.0000 0.0000 -0.0000 0.0771 -0.0000 0.0000 -0.0000 -0.2162 0.0000 -0.0000 0.0000 0.0623 0.0000 0.0000 0.0000 0.0771 0.0000 0.0000 0.0000 0.2162 0.0000 0.0000 0.0000 -0.0000 0.1229 0.0000 -0.0000 -0.0000 0.3421 0.0000 -0.0000 -0.0000 0.1079 0.0000 0.0000 -0.0000 0.3455 0.0000 0.0000 0.0000 0.1076 -0.0000 -0.0000 0.0000 0.3482 -0.0000 -0.0000 0.0000 0.0000 0.0789 -0.0000 0.0000 0.0000 0.2349 -0.0000 0.0000 -0.0000 0.1252 -0.0000 0.0000 -0.0000 0.3223 -0.0000 -0.0000 0.0000 0.1000 0.0000 -0.0000 0.0000 0.3037 0.0000 0.0000 0.0000 0.0665 0.0000 0.0000 0.0000 0.2504 0.0000 -0.0000 0.0000 0.0000 0.0709 -0.0000 0.0000 0.0000 0.2282 -0.0000 -0.0000 0.0000 0.0839 -0.0000 -0.0000 0.0000 0.2651 0.0000 -0.0000 0.0000 0.0613 0.0000 -0.0000 0.0000 0.2373 0.0000 0.0000 0.0000 0.0892 0.0000 0.0000 -0.0000 0.3165 1.6703 0.0000 -0.0000 -0.0000 0.0000 1.6189 0.0000 0.0000 -0.0000 0.0000 1.6746 0.0000 -0.0000 0.0000 0.0000 1.6746 5. Моделирование замкнутой системы и оценка качества переходных процессов Для получения переходных процессов следует сформировать матрицы замкнутой системы и получить переходные процессы с помощью программы dstep. Ar=[Ad-Bd*K1 -Bd*K2-L1 L1; C eye(2)-L2 L2; zeros(2,8) zeros(2) eye(2)]; Br=[zeros(8,2); zeros(2); eye(2)]; Cr=[-K zeros(2)]; При оценке качества переходных процессов необходимо чтоб отклонение управляющих воздействий не превышало 30% открытия. Максимальное возмущение следует принять на уровне 10% номинального значения соответствующих параметров. Допустимое значение регулируемых переменных нужно принять равными 20% номинального значения. Рисунок. Переходные процессы замкнутосистемы(f=[0.5;05;05;1];z=[7;0.8;1.5;2.8]) 6. Преобразование модели регулятора в форму, отвечающую ее реализации в программном обеспечении ПИ закон регулирования вычисляется по формулам: y=C*x; x=Ad*x+Bd*(u+f); e=-z+y; u=Cr*xr; xr=Ar*xr+Br*e; Где Ar,Br,Cr матрицы регулятора: K1=K(:,1:n);K2=K(:,n+1:n+m); L1=L(1:n,:);L2=L(n+1:n+l,:); Ar2=[ Ad-Bd*K1 -Bd*K2-L1 L1; C eye(l)-L2 L2; zeros(l,n) zeros(l) eye(l)]; Br2=[Bd;zeros(l,m);eye(m)]; Cr2=[-K zeros(m,l)]; 7. Выбор технических средств реализации системы управления Технические средства реализации системы управления включают датчики регулированных параметров, исполнительные механизмы и регулирующие органы, преобразователи, рабочую станцию. Общая структурная схема рабочей станции изображена на рисунке Рабочая станция имеет вид: Рисунок. Схема рабочей станции. |
№ | Наименование | Количество | | 1 | Мат. плата Gigabyte GA-EG41MFT-US2H | 1 | | 2 | Процессор DualCore AMD Athlon 64 X2, 2200 MHz (11 x 200) 4200+ | 1 | | 3 | Модуль памяти DIMM2: Samsung M3 78T2863QZS-CF7 1Гб | 2 | | 4 | Жесткий диск SAMSUNG 500Гб | 1 | | 5 | Видеокарта NVIDIA GeForce 8500 GT 512мб. | 1 | | 6 | Монитор 19 LG TFT W1942SE PF | 1 | | 7 | Клавиатура Sven KB-2925 PS/2 | 1 | | 8 | МышьA4Tech A4Tech OP-50D Optical PS/2 | 1 | | 9 | Корпус Zalman MS1000-HS1 | 1 | | |
Таблица. Технические характеристики компьютера |
№ | Тип | К-во | Найменування | | 1 | БАЙКАЛ-МК | 1 | Гигрометр кулометрический стационарный | | 2 | ADAM-4013 1 | 3 | термометр сопротивления | | 3 | ADAM 4069 | 4 | Модуль c релейными выходами, 8 реле с нормально разомкнутым контактом, нагрузочная способность контактов: 250 В/ 5 A для перем. тока, 30 В/ 5 A для пост. тока, время включения 5 мс , время выключения 5,6 мс | | 4 | МЭО 40/25-0,25 | 4 | Механизм исполнительный одно-оборотный , номинальный крутя-щий момент 40кгс/м, номинальный ход выходного органа 0,25 оборота за 25с, Напряжение питания 220В. Частота 50Гц | | |
Таблица. Упрощённая спецификация технических средств. 8. Технические средства автоматизации БАЙКАЛ-МК гигрометр кулонометрический стационарный Предназначен для измерений объемной доли влаги в азоте, кислороде, водороде, углекислом газе, воздухе и их смесях, а также в инертных и других газах, не взаимодействующих с фосфорным ангидридом, и представляет собой стационарный прибор непрерывного действия. Принцип действия гигрометра основан на кулонометрическом методе измерения. Гигрометр выпускается в 3-х исполнениях: - с датчиком на высокое давление (от 0,16 до 40 МПа); - с датчиком на низкое давление (от 0,03 до 0,16 МПа); - с датчиком на разрежение (от минус 0,005 до плюс 0,03 МПа). Гигрометр используется в химической, нефтехимической промышленности, на предприятиях по производству полупроводников, микросхем, микроконтроллеров, полимерных материалов, легированных сталей, а также в атомной промышленности и наземных космических объектах. Показатели конкурентоспособности: - выбор единиц измерений по влажности с отображением на дисплее: ppm, мг/м3, °С т.р.; - наличие интерфейса RS-485 для связи с ЭВМ; - наличие функции почасового и суточного архива с энергонезависимой памятью; - дисплей повышенной яркости; - автоматический выбор диапазонов измерений; - высокая точность и надежность; - устройство сигнализации о неисправности чувствительного элемента; - устройство задания и сигнализации о превышении в анализируемом газе заданного значения объемной доли влаги; - активная защита чувствительного элемента по напряжению и влажности; - измерительная схема гигрометра выполнена на микроконтроллере; - возможность реализации альтернативной независимой поверки при отсутствии эталонов; - возможность размещения блоков гигрометра друг от друга на расстоянии до 300 м. ADAM-4013 1-канальный модуль аналогового ввода сигнала стермосопротивления Вывод Разработан проект автоматической системы регулирования промышленного кондиционера. Данный проект включает следующие элементы: 1) Математическое обеспечение: разработана математическая модель объекта виде матриц входов, внутренних состояний и выходов; данные матрицы переведены в дискретное время; разработан многомерный ПИ регулятор. Все расчеты проведены автоматически в среде Matlab. 2) Техническое обеспечение: разработан функциональная схема автоматизации, подобрано оборудование для технической реализации данной системы. 3) Программное обеспечение: разработана программа, моделирующая поведение системы. Испытание данной программы показало удовлетворительные результаты, что говорит о том что разработанное математическое обеспечение адекватно объекту автоматизации Литература 1. Стопакевич А.А. Теория систем и системный анализ. Учебник для вузов.- Киев: ВИПОЛ, 1996.-200 с. 2. Стопакевич А.А. Сложные системы: анализ, синтез, управление. Монография. - Одесса: КРЕД, 2004.-278 с. 3. Демченко В.А. Автоматизация и моделирование технологических процессов АЭС и ТЭС.- Одесса: Астропринт, 2001.-308с. 4. Потемкин В.Г., Рудаков П.И. Matlab 5.0 для студентов. - М.: Диалог-МИФИ, 1999.-448с. 5. Стопакевич А.А. Matlab. Методические указания к лабораторным работам, курсового и дипломного проектирования. - Одесса, 2000.-18 с. 6. Каталог продукции фирмы ProSoft. - М.,2003.-178 с. 7. Чистяков В.С. Краткий справочник по теплофизическим измерениям. - М.: Энергоатомиздат, 1990.-320 с. Приложение А Текст программы A=[-1/118 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 1/26.7 -1/26.7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 4/14 -2/14 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 -1/1300 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 4/80 -2/80 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 -1/118 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 1/26.7 -1/26.7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 4/-14 -2/14 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 -1/118 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 1/26.7 -1/26.7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4/14 -2/14 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1/430 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4/80 -2/80 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1/470 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4/170 -2/170 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1/480 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4/180 -2/180 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1/430 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4/100 -2/100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1/840 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4/100 -2/100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1/800 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4/250 -2/250 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1/570 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4/300 -2/300 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1/450 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4/150 -2/150 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1/640 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4/220 -2/220 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1/540 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4/300 -2/300 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1/950 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4/480 -2/480]; B=[6.5/118000; 0000; 0000; 0-6.1/130000; 0000; 006.5/1180; 0000; 0000; 0 006.5/118; 0 000; 0 000; 00.4/43000; 0000; 000.3/4700; 0000; 0000.9/480; 0000; -0.7/430000; 0000; 00.2/84000; 0000; 000.9/8000; 0000; 0000.5/570; 0000; -0.1/450000; 0000; 00.1/64000; 0000; 000.1/5400; 0000; 0000.2/950; 0000]; %B=[ 0 0 0 0;0 0.4/430 0 0;0 0 0 0;0 0 0.3/470 0;0 0 0 0;0 0 0 0.9/480;0 0 0 0;-0.7/430 0 0 0;0 0 0 0;0 0.2/840 0 0;0 0 0 0;0 0 0.9/800 0;0 0 0 0;0 0 0 0.5/570;0 0 0 0;-0.1/450 0 0 0;0 0 0 0;0 0.1/640 0 0;0 0 0 0;0 0 0.1/540 0;0 0 0 0;0 0 0 0.2/950;0 0 0 0]; C=[0 -1 1 -1 1 0 -1 -1 0 -1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 1 -1 1 -1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1]; %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% dt=0.1/max(abs(eig(A))); %0.25 D=zeros(4); t=[0:dt:5000]; [Ad Bd]=c2d(A,B,dt); G=length(t); y=dstep(Ad,Bd,C,D,1,G); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% figure(1) subplot(4,4,1); plot(t,y(:,1));grid;ylabel('y1,РЎ');title('Razgon u1,1%'); subplot(4,4,5); plot(t,y(:,2));grid;ylabel('y2,РЎ'); subplot(4,4,9); plot(t,y(:,3));grid;ylabel('y3,РЎ'); subplot(4,4,13); plot(t,y(:,4));grid;ylabel('y4,РЎ'); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% y=dstep(Ad,Bd,C,D,2,G); subplot(4,4,2); plot(t,y(:,1));grid;ylabel('y1,РЎ');title('Razgon u2,1%'); subplot(4,4,6); plot(t,y(:,2));grid;ylabel('y2,РЎ'); subplot(4,4,10); plot(t,y(:,3));grid;ylabel('y3,РЎ'); subplot(4,4,14); plot(t,y(:,4));grid;ylabel('y4,РЎ'); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% y=dstep(Ad,Bd,C,D,3,G); subplot(4,4,3); plot(t,y(:,1));grid;ylabel('y1,РЎ');title('Razgon u3,1%'); subplot(4,4,7); plot(t,y(:,2));grid;ylabel('y2,РЎ'); subplot(4,4,11); plot(t,y(:,3));grid;ylabel('y3,РЎ'); subplot(4,4,15); plot(t,y(:,4));grid;ylabel('y4,РЎ'); y=dstep(Ad,Bd,C,D,4,G); subplot(4,4,4); plot(t,y(:,1));grid;ylabel('y1,РЎ');title('Razgon u4,1%'); subplot(4,4,8); plot(t,y(:,2));grid;ylabel('y2,РЎ'); subplot(4,4,12); plot(t,y(:,3));grid;ylabel('y3,РЎ'); subplot(4,4,16); plot(t,y(:,4));grid;ylabel('y4,РЎ'); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% A1=[Ad zeros(33,4); C eye(4)]; B1=[Bd;zeros(4)]; C1=[zeros(4,33) eye(4)]; Q=[eye(33) zeros(33,4);zeros(4,33) eye(4)]; R=eye(4); Q1=eye(37); R1=eye(4); K=dlqr(A1,B1,Q,R); L=dlqr(A1',C1',Q1,R1)'; K1=K(:,1:33); K2=K(:,34:37); L1=L(1:33,:); L2=L(34:37,:); Ar=[Ad-Bd*K1 -Bd*K2-L1 L1; C eye(4)-L2 L2; zeros(4,33) zeros(4) eye(4)]; Br=[zeros(33,4); zeros(4); eye(4)]; Cr=[-K zeros(4)]; x=zeros(33,1); xr=zeros(41,1); u=zeros(4,1); yy=[]; uu=[];f=[0.5;0.5;0.5;1];z=[7;0.8;1.5;2.8]; %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% for i=1:10000, y=C*x; e=-z+y; u=Cr*xr; xr=Ar*xr+Br*e; y=C*x; x=Ad*x+Bd*(u+f); yy=[yy; y']; uu=[uu; u']; end %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% x1=x; xr1=xr; u1=u; figure(2) subplot(4,4,2); plot(yy(:,1));grid;ylabel('y1,C');title('y1'); subplot(4,4,4); plot(yy(:,2));grid;ylabel('y2,C');title('y2'); subplot(4,4,6); plot(yy(:,3));grid;ylabel('y3,C');title('y3'); subplot(4,4,8); plot(yy(:,4));grid;ylabel('y4,C');title('y4'); subplot(4,4,1); plot(uu(:,1));grid;ylabel('u1,%');title('u1'); subplot(4,4,3); plot(uu(:,2));grid;ylabel('u2,%');title('u2'); subplot(4,4,5); plot(uu(:,3));grid;ylabel('u3,%');title('u3'); subplot(4,4,7); plot(uu(:,4));grid;ylabel('u4,%');title('u4'); Функциональная схема автоматизации приведена на рисунке Рисунок - Функциональная схема автоматизации
Страницы: 1, 2, 3, 4
|