Автоматизация технологического процесса скручивания в роллере

• Автор: Пудовкина, Надежда Геннадьевна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 163 с. : ил

1. ОСНОВНЫЕ ЗАДА1 АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

ПРОЦЕССА СКРУЧИВАНИЯ В РОЛЛЕРЕ

1.1. Скручивание чайного листа основной этап технологического процесса в производстве черного байхового чая.
1.2. Принцип действия электромеханического устройства для скручивания завяленного чайного листа.

1.3. Основные проблемы автоматизации электромеханического

роллера и требования к системе управления.

Выводы по первой главе

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СКРУЧИВАНИЯ ЧАЙНОГО ЛИСТА В РОЛЛЕРЕ

КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

2.1. Определение объекта управления.

2.2. Расчетные схемы и уравнения движения обобщенного объекта управления.

2.3. Особенности чайной массы как элемента объекта управления
2.4. Тепловые процессы в чайной массе.
2.5. Вычислительная модель объекта управления.
2.6. Упрощенная математическая модель объекта управления
Выводы по второй главе
3. СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СКРУЧИВАНИЯ В РОЛЛЕРЕ
3.1. Цели управления. Управляющие воздействия. Критерии оптимизации.
3.2. Структурный синтез цифровой системы автоматического управления
3.3. Области достижимых показателей качества и параметрическая
оптимизация регуляторов системы управления.
Выводы по третьей главе
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И ТЕХНИЧЕСКАЯ
РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РОЛЛЕРОМ.
4.1. Экспериментальная установка.
4.2. Методика постановки и проведения натурных экспериментов по исследованию объекта управления
4.3. Методика постановки и проведение вычислительных экспериментальных исследований объекта управления
4.4. Вычислительные эксперименты по исследованию системы автоматического управления.
4.5. Программноаппаратная реализация системы управления.
В ыводы по четвертой главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Библиографический список
ПРИЛОЖЕНИЕ. АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ
Введение


Разработана в профаммной среде МаЯЬаЬ вычислительная модель части объекта управления, отражающей процесс деформации чайной массы и формирования в ней давления. Она учитывает нестационарность параметров объекта в зависимости от этапов технологического процесса скручивания. Проведенные вычислительные эксперименты этой части объекта управления позволили установить зависимость динамических параметров чайной массы от ее физикомеханических свойств. Разработана в профаммной среде МагЬаЬ нелинейная вычислительная модель обобщенного объекта, с использованием которой проведены исследования объекта по отношению к возмущающему физикомеханическим свойствам чайной массы у и управляющему сила воздействия на пресс Р4 воздействиям в динамическом режиме. Показано, что наиболее полное совпадение модели и натурного образца объекта на первом технологическом этапе происходит при увеличении коэффициента жесткости в раз, в раз на втором, в раз на третьем этапах, и уменьшении коэффициента демпфирования в раза на первом, в раз на втором и в раз на третьем этапах. Установлено, что объект управления можно с достаточной степенью точности аппроксимировать последовательно соединенными нелинейным звеном ограничение по уровню и колебательным звеном, значения параметров которого коэффициент передачи Коу, постоянная времени и коэффициент демпфирования 4 изменяются при переходе от одного к другому технологическому этапам. Выполнено исследование тепловых процессов при скручивании чайной массы в роллере как элемента обобщенного объекта управления. Принимая во внимание известную инерционность тепловых процессов, учитывая активный массо и тсплоперенос в чайной массе в процессе скручивания, в первом приближении можно рассматривать среднюю температуру чайной массы, отказавшись от использования температурного распределения по радиусу и высоте загрузочного бака. Установлено, что в исследуемом классе роллеров при известных условиях его эксплуатации средняя температура чайной массы при скручивании не достигает предельно допустимого значения по условиям технологии. Сделан вывод о возможности построения системы автоматического управления процессом скручивания без учета влияния температуры в чайной массе на управляющее воздействие ия. Разработана в программной среде Ма1ЬаЬ вычислительная модель упрощенного объекта управления и проверена ее адекватность. Сравнительный анализ полученных экспериментальных кривых показывает их удовлетворительное совпадение. В третьей главе сформулированы требования к системе управления технологическим процессом скручивания в роллере. Проведен структурный синтез робастной системы управления технологическим процессом скручивания в виде многоконтурной системы с одной измеряемой координатой МСОИК давлением Р пресса на чайную массу. В основу структурного синтеза положена методика МСОИК, предложенная в работах Галицкова С. Я., Старикова , Лысова С. Н., Макарова А. Г. Показано, что для управления электромеханическим роллером достаточно использовать в системе два контура. Синтезировано два варианта двухконтурной МСОИК. В первом варианте система I внутренний контур содержит Прегулятор, а внешний Ирегулятор, а во втором система II оба контура содержат Ирегуляторы. Сравнительный анализ характеристических полиномов двух вариантов системы показал, что, при прочих равных условиях двухконтурная МСОИК с двумя Ирегуляторами обладает меньшей чувствительностью к вариации параметров объекта управления. Путем проведения вычислительных экспериментов установлено, что изменение параметров объекта управления на каждом из трех этапов переработки сырья практически не изменяет показатели качества управления в МСОИК с двумя Ирегуляторами. Построены в пространстве параметров Гм и Тш регуляторов системы области достижимых показателей качества управления, в которых обеспечиваются критерии оптимизации системы. С использованием методики постановки вычислительных экспериментов в программной среде показано, что использование синтезированной системы управления позволяет стабилизировать основные параметры технологического процесса скручивания при условии монотонности переходных процессов в системе управления.