Контур регулирования уровня металла в промежуточном ковше мнлз
Скачать 460.85 Kb.
|
2.1 Расчет статической характеристики объекта управления методом наименьших квадратовДля предварительного теоретического исследования функционирования системы автоматического управления необходимо иметь математическое описание статической характеристики оптимизируемого реального процесса. Исходной информацией для математического описания статической характеристики автоматизируемого процесса являются полученные экспериментальные данные об установившихся значениях выходного параметра процесса при фиксированных значениях входного параметра[6]. Для математического описания статических характеристик используются полученные с применением методов математической статистики регрессионные уравнения вида Y = f(X), определяющие функциональную связь между выходным Y и входным X параметрами оптимизируемого процесса. Запас функций, которыми можно математически выразить зависимость Y = f(X), разнообразен. Предпочтение обычно отдается многочленам (полиномам) целых положительных степеней вида: Так как статическая характеристика нелинейна, то для получения уравнения (теоретической линии регрессии) статической характеристики целесообразно использовать полином третьей степени вида: При определении постоянных коэффициентов a, b, c, d аппроксимирующего полинома используется наиболее универсальный и наиболее часто применяемый в инженерной практике метод наименьших квадратов: где n – число экспериментальных пар данных, – экспериментальное значение выходного параметра при значении входного Xi, – теоретическое значение выходного параметра при значении входного Xi. Коэффициенты полинома определяются из решения системы уравнений, полученных с использованием метода наименьших квадратов: yi = na + b xi + c xi2 + d xi3 + e xi4 ; xiyi = a xi + b xi2 + c xi3 + d xi4 + e xi5 ; xi2yi = a xi2 + b xi3 + c xi4 + d xi5 + e xi6 ; xi3yi = a xi3 + b xi4 + c xi5 + d xi6 + e xi7 ; xi4yi = a xi4 + b xi5 + c xi6 + d xi7 + e xi8 ; Расчет коэффициентов уравнения статической характеристики методом наименьших квадратов приведен в таблице 2. Таблица 1 - Расчет коэффициентов уравнения статической характеристики Рисунок 2.1. Апроксимация статической характеристики объекта Аппроксимирующий полином примет вид: Y=-0.78*x+0.019 2.2 Расчет динамических параметров по экспериментальной кривой разгона объектаНаиболее сложными для управления являются объекты астатического типа или объекты без самовыравнивания. Отличительной чертой таких объектов является наличие интегрирующего элемента, определяющего их специфические динамические свойства. Выходная величина объекта без самовыравнивания после нанесения входного одно- кратного скачкообразного возмущения неограниченно изменяется с постоянной скоростью, пропорциональной величине входного возмущающего воздействия. Увеличение объема металла поступающего в промежуточный ковш Где – плотность жидкого металла =7860 кг/ Где m – масса жидкого металла при заданном уровне металла (700 мм), – время наполнения промковша при 100% открытом ИМ Внутреннее сечение промежуточного ковша Sи скорость изменения уровня жидкого металла в промковше Расчет траектории изменения информационного сигнала вторичного прибора производится с помощью численного метода Эйлера по формулам: Результаты расчета представлены в таблице 3. По методу Элера определяются координаты других точек траектории Z(t). Расчет необходимо производить до достижения постоянной скорости приращения ΔZ, что было достигнуто 50 м шаге расчета ΔZ(t=50)=4.87, что практически совпадает со скоростью изменения уровня в промковше L*=4,9. Таблица 2 - Расчет траектории выходного информационного сигнала
Рисунок 2.1 - Расчетные траектории изменения уровня металла Полученная расчетная траектория является искомой траекторией кривой разгона астатического объекта второго порядка. По графику рис. определяются: величина интеграла =2.22 мм – динамическая ошибка измерительного канала; тангенс угла tgα = KN/MN = 1,206 и угол α=50.33° Определим коэффициенты дифференциального уравнения астатического объекта Составим уравнение динамики ОУ Точное решение уравнение имеет вид |