Преобразование модели регулятора в форму, отвечающую ее реализации в програмном обеспечении

6 Преобразование модели регулятора в форму, отвечающую ее реализации в програмном обеспечении

ПИ закон регулирования вычисляется по формулам:

K1=K(:,1:14);

K2=K(:,15:16);

L1=L(1:14,:);

L2=L(15:16,:);

Ar=[Ad-Bd*K1 -Bd*K2-L1 L1; C eye(2)-L2 L2; zeros(2,14) zeros(2) eye(2)];

Br=[zeros(14,2); zeros(2); eye(2)];

Cr=[-K zeros(2)];

Az=[Ad Bd*Cr; Br*C Ar];

Bf=[Bd; zeros(18,2)];

Bz=[zeros(14,2); Br];

Cz=[C zeros(2,18)];

и записать замкнутую систему в вид в котором она будет реализована в программном обеспечении:

x=zeros(14,1);xr=zeros(18,1); u=zeros(2,1);

yy=[]; uu=[];f=[.0010;.0010];z=[0;0];

for i=1:2000,

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;

В результате выполнения программного кода будут получены переходные процессы изменения возмущения, которое поступает на каждый из каналов регулирования и переходные процессы на выходе системы.

 

7 Выбор технических средств реализации системы управления

Технические средства реализации системы правления включают датчики ругулированых параметров, исполнительные механизмы и регулирующие органы, преобразователи,рабочая станция

Общая структурная схема рабочей станции изображена на рисунке

Рабочая станция имеет вид:

Рисунок 7 – Схема рабочей станции

Таблица 3

Спецификация технических средств:

№	Тип	К-во	Предназначение
1б,2б	ADAM 4012	2	Модуль аналогового ввода с датчиков давления, спиртометра, тип входного сигнала: mV, V или mA, диапазон: ±150мВ, ±20мА, ±5В, ±10В
	ADAM 4561	1	Преобразователь интерфейса USB в RS-232/422/485
1а	Сапфир-22М-ДА2050	1	Датчик давления в магистрали, верхние пределы измерений: 1.6 МПа, Предел допускаемой основной погрешности, 0,5 0,25; 0,5%, вых. 0-5; 4-20; 5-0; 20-4мА,
2а	Alcolyzer Plus Spirits	1	Спиртомер для крепких спиртных напитков; Диапазон измерения: Спирт: от 35 до 65 об. % (значения отображаются от 0 до 90 об. % спирта, однако, при содержании спирта менее 35 об. % и более 65 об. % точность измерения уменьшается); Значение рН (опционально): от 0 до 14; Цвет (опционально): от 0 до 120 EBC; Плотность (опционально): от 0 до 3 г/см3;
2д,3д	ADAM 4069	2	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
2г,2в, 3в,3г	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
2г,2в	КРП-100	2	Клапан регулирующий, Ду=50мм
3г,3в	КРП-100	2	Клапан регулирующий, Ду=200мм

Рисунок 8. Функциональная схема автоматизации.

Вывод

В курсовом проекте было выполнено математическое обеспечение АСУТП колонны перегонки коньячного спирта. Были построены характеристики объекта: кривые разгона и при 10-и процентном возмущении. Результаты показали, что качество отвечает требуемому. В результате выбора технического обеспечения: разработана функциональная схема автоматизации, подобрано оборудование для технической реализации данной системы. Разработано программное обеспечение: программа, которая моделирует поведение системы. При тестировании данной программы было показано регулятор работает адекватно.

Литература

1.Стопакевич А.А.Теория систем и системный анализ.Учебник для вузов.-Киев: ВИПОЛ,1996.-200с.

2.Демченко В.А.Автоматизация и моделирование технологичных процессов АЭС и ТЭС.-Одесса:Астроприт,2001.-308с.

3.Стопакевич А.А.Матлаб. Методические указания к лабораторным работам,курсового и дипломного проектирования.-Одесса,2000.-18с.

Приложение 1

 

Текст программы

A=[-1/35 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;

0 -1/129 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;

0 4/48 -2/48 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;

0 0 0 -1/38 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;

0 0 0 4/9 -2/9 0 0 0 0 0 0 0 0 0;

0 0 0 0 0 -1/110 0 0 0 0 0 0 0 0;

0 0 0 0 0 4/134 -2/134 0 0 0 0 0 0 0;

0 0 0 0 0 0 0 -1/13.5 0 0 0 0 0 0;

0 0 0 0 0 0 0 0 -1/98 0 0 0 0 0;

0 0 0 0 0 0 0 0 4/133 -2/133 0 0 0 0;

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1/50 0 0 0;

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4/12 -2/12 0 0;

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1/186 0;

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4/150 -2/150];

B=[-42.5/35 0;

-72.5/129 0;

0 0;

1720/38 0;

0 0;

730/110 0;

0 0;

0 0.994/13.5;

0 0.459/98;

0 0;

0 -6.9/50;

0 0;

0 -5.1/186;

0 0];

C=[1 -1 1 0 0 0 0 1 -1 1 0 0 0 0;

0 0 0 -1 1 -1 1 0 0 0 -1 1 -1 1];

D=[0 0;0 0];

dt=0.1/max(abs(eig(A)));

t=0:dt:999;

G=length(t);

[Ad Bd]=c2d(A,B,dt);

y=dstep(Ad,Bd,C,D,1,G);

figure(1)

subplot(2,2,1);plot(y(:,1));grid;ylabel('u1,МПа');title('Razgon u1,1%');

subplot(2,2,3);plot(y(:,2));grid;ylabel('u2,');

%u2

y=dstep(Ad,Bd,C,D,2,G);

subplot(2,2,2);plot(y(:,1));grid;ylabel('y1,М3/с');title('Razgon u2,1%');

subplot(2,2,4);plot(y(:,2));grid;ylabel('y2,кг/с');

A1=[Ad zeros(14,2);C eye(2)];

B1=[Bd; zeros(2)];

C1=[zeros(2,14) eye(2)];

Q2=1e6*[1 0;0 1];

V=C'*Q2*C;

Q=[V zeros(14,2);zeros(2,14) eye(2)];

R=eye(2);

Q1=eye(16);

R1=eye(2);

K=dlqr(A1,B1,Q,R);

L=dlqr(A1',C1',Q1,R1)';

K1=K(:,1:14);

K2=K(:,15:16);

L1=L(1:14,:);

L2=L(15:16,:);

Ar=[Ad-Bd*K1 -Bd*K2-L1 L1; C eye(2)-L2 L2; zeros(2,14) zeros(2) eye(2)];

Br=[zeros(14,2); zeros(2); eye(2)];

Cr=[-K zeros(2)];

Az=[Ad Bd*Cr; Br*C Ar];

Bf=[Bd; zeros(18,2)];

Bz=[zeros(14,2); Br];

Cz=[C zeros(2,18)];

x=zeros(14,1);xr=zeros(18,1); u=zeros(2,1);

yy=[]; uu=[];f=[.0010;.0010];z=[0;0];

for i=1:2000,

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(2,2,1); plot(yy(:,1));grid;ylabel('y1,MPa');title('Perehod proces Braga ');

subplot(2,2,3); plot(yy(:,2));grid;ylabel('y2,');

subplot(2,2,2); plot(uu(:,1));grid;ylabel('u1,M3/c');title('Perehod proces Par ');

subplot(2,2,4); plot(uu(:,2));grid;ylabel('u2,kg/c');