Sistem de reglare automată a temperaturii

Introducere

Etapa conducerii complexe a proceselor tehnologice a permis conceperea şi realizarea unor mijloace tehnice care asigură conducerea complexă a proceselor, fără intervenţia operatorului uman, după strategii elaborate chiar de asemenea de către om.

Automatica este o ramură a ştiinţei şi tehnicii care cuprinde totalitatea metodelor şi a mijloacelor tehnice prin care se stabileşte legăturile corespunzătoare între instalaţiile tehnologice, adică cele ce realizează procesul de producţie, şi dispozitive anume introduse, adică cele ce automatizează instalaţiile respective, astfel încât conducerea procesului de producţie să se desfăşoare fără intervenţia directă a omului

Teoria sistemelor automate a cunoscut o continuă dezvoltare atât din punct de vedere conceptual, cît şi din punct de vedere aplicativ, progresul teoretic fiind puternic stimulat şi susţinut de dezvoltările tehnologice. Rezultatele teoretice deosebite au fost obţinute în domeniul analizei şi sintezei sistemelor automate liniare pe baza formalismului intrare – stare – ieşire evidenţiindu-se structuri de reglare robustă, sisteme de comandă optimală şi adaptivă.

Teoria sistemelor elaborează principiile de funcţionare şi construire a elementelor şi sistemului automat. Se ocupă de problemele:

- analizei funcţionale a sistemelor automate;

- corecţiei funcţionale şi structurale a sistemelor automate;

- sintezei (proiectării) sistemelor automate.

Selectarea metodelor de analiză şi sinteză a sistemelor automate se face în concordanţă cu natura şi complexitatea modelelor matematice utilizate pentru caracterizarea funcţionării sistemelor în concordanţă cu scopul urmărit de analiza, corecţie sau sinteza a sistemelor automate în funcţie de complexitatea criteriilor de performanţă adoptate pentru proiectarea acestora. Latura aplicativă a automaticii presupune rezolvarea problemelor de proiectare a echipamentelor de automatizare şi implementarea acestora în structuri de sisteme automate.

Teoria sistemelor automate a cunoscut o continuă dezvoltare atât din punct de vedere conceptual , cît şi din punct de vedere aplicativ, progresul teoretic fiind puternic stimulat şi susţinut de dezvoltările tehnologice. Rezultatele teoretice deosebite au fost obţinute în domeniul analizei şi sintezei sistemelor automate liniare pe baza formalismului intrare-stare-ieşire evidenţiindu-se structuri de reglare robustă, structuri de sisteme de conducere distribuită şi ierarhizată, sisteme de comandă optimală şi adaptivă. Caracterizarea matematică structural-funcţională a permis accesul la tehnica de calcul şi rezolvarea cu eficienţă a problemelor de analiză şi sinteză a sistemelor cu ajutorul calculatoarelor. Dezvoltarea teoriei observărilor şi a compensatoarelor de stabilizare a făcut posibilă realizarea unor structuri de sisteme de reglare cu reacţie după stare, rezolvarea problemelor de stabilitate şi stabilizare prin reacţie.

Rezultate remarcabile au fost obţinute în domeniul identificării şi estimării stării şi parametrilor proceselor tehnologice.

Cercetările teoretice în domeniul sistemelor neliniare s-au concretizat în elaborarea unor metode de verificare a stabilităţii globale a sistemelor, în elaborarea unor metode de sinteză a sistemelor neliniare cu structură variabilă, în elaborarea unor metode de analiză şi sinteză a sistemelor extremale şi a sistemelor adaptive şi optimale.

Sarcina proiectului

Varianta Nr. 02

De proiectat un sistem automat (SA) continuu şi numeric de reglare a parametrului tehnologic la procesul industrial. Pentru a proiecta SA este necesar de a efectua următoarele etape:

1. Apreciaţi modelul matematic a obiectului de reglare(OR) printr-un element cu inerţie stabil de ordinul doi şi timp mort şi determinaţi parametrii obiectului k, τ, T1, T2 Pentru identificarea modelului obiectului utilizaţi pachetul de programe ISIDORA (după tab.1).

2. Prezentaţi modelul matematic a obiectului în formă discretă prin transformata z.

3. De ales traductorul şi aparatul secundar pentru indicarea şi înregistrarea parametrului tehnologic al obiectului de reglare. Prezentaţi modelul matematic al traductorului şi indicaţi parametrii lui.

4. Pentru datele sarcinii (organul de reglare):

- Cuplul de sarcină Ms;

- Momentul de inerţie a sarcinii Is;

- Viteza unghiulară nominală a sarcinii ωn;

- Acceleraţia nominală a sarcinii ;

- Randamentul reductorului η

calculaţi şi alegeţi elementul de acţionare (tab.2). Prezentaţi modelul matematic a elementului de execuţie.

5. pentru performanţele date ale sistemului proiectat (tab.3):

- Eroarea staţionară ε;

- Suprareglajul σ;

- Durata timpului de reglare tr

şi parametrii obiectului de reglare sintetizaţi algoritmii de reglare:

- Pentru sistemul automat continuu utilizaţi metodele de acordare a algoritmilor tipizaţi:

- Metoda Ziegler-Nichols;

- Metoda gradului maximal de stabilitate;

- Reglarea în cascadă.