В статье рассмотрено несколько практических методов определения динамических параметров объекта с S-образной кривой разгона. Показано, что для малоинерционных объектов в контуре регулирования с исполнительным механизмом постоянной скорости, использование классических графических и интерполяционных методик не позволяет точно описать динамику объекта управления. Для синтеза адекватной реальному процессу модели требуется учитывать скорость изменения управляющего воздействия. Были рассчитаны постоянная времени, время запаздывания и коэффициент передачи малоинерционного объекта управления. Точность определения полученных динамических параметров модели была проверена с помощью численного расчета выходного сигнала объекта методом Эйлера при подаче на вход импульсного воздействия. Эксперименты проводились на виртуальном лабораторном стенде САУ технологическим параметром. Полученная модель объекта управления может быть использована для синтеза и расчета оптимальных настроек регулятора.
Идентификаторы и классификаторы
Задача идентификации управляемого технологического процесса, или построение математической модели объекта управления по экспериментальным данным, относится к одной из основных задач теории и практики автоматического управления [1-3]. Чем более точно выходные переменные математической модели совпадают с выходными параметрами реального процесса при одинаковых входных воздействиях, тем точнее подобрана структура и параметры модели. Точная и адекватная модель позволяет провести подробный анализ свойств и характеристик реального объекта с помощью вычислительных экспериментов над его моделью [2]. Моделирование объектов управления необходимо также для подбора оптимального закона регулирования и численных значений его параметров в соответствии с техническим заданием.
Список литературы
1.Ким Д.П. Теория автоматического управления: учебник и практикум для вузов. - Москва: Издательство Юрайт, 2020. - 276 с.
Kim D.P. Teoriya avtomaticheskogo upravleniya: uchebnik i praktikum dlya vuzov [Theory of automatic control: textbook and workshop for universities], Moscow: Publishing house Yurait, 2020, 276 p.
2.
Тавокин Е.П. Теория управления: учеб. пособие / Е.П. Тавокин. - Москва: ИНФРА-М, 2023. - 202 c.
Tavokin E.P. Teoriya upravleniya: uchebnoe posobie [Сontrol Theory: Study Guide], Moscow: INFRA-M, 2023, 202 p.
3.Свитек А.С. Разработка алгоритма идентификации параметров моделей объектов на примере системы управления температурой // Инженерный вестник Дона. - 2021. - № 8(80). - С. 140-150. EDN: FOOBUQ
Svitek A.S. Development of an algorithm for identifying the parameters of object models using the example of a temperature control system [Razrabotka algoritma identifikacii parametrov modelej objektov na primere sistemy upravleniya temperaturoj], Inzhenernyy vestnik Dona [Engineering Journal of Don], 2021, no.8 (80), pp. 140-150. EDN: FOOBUQ
4.Безяев В.С., Макарычев П.П. Идентификация параметров моделей объектов методом регрессионного анализа // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2020. - № 1(53). - С. 19-27. EDN: IADGTB
Bezyaev V. S., Makarychev P. P. Identification of object model parameters by the method of regression analysis [Identifikaciya parametrov modelej objektov metodom regressionnogo analiza], Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Povolzhskiy region. Tekhnicheskie nauki [University proceedings. Volga region. Engineering sciences], 2020, no.1 (53), pp. 19-27. EDN: IADGTB
5.Адамбаев М.Д. Обоснование возможности использования кривых разгона промышленных объектов управления для их идентификации / М.Д. Адамбаев, Т.Ж. Калкабекова, Б. А. Жапаров, Н. М. Кумис // Norwegian Journal of Development of the International Science. - 2023. - № 109. - С. 52-55. EDN: ERJIAA
Adambaev M.D., Kalkabekova T.J., Zhaparov B.A., Kumis N.M. Justificatin on the Possibiliti of the Using Acceleration Curves of Indastrial Control Objects for Their Identification [Obosnovanie vozmozhnosti ispolzovaniya krivykh razgona promyshlennykh obektov upravleniya dlya ikh identifikatsii], Norwegian Journal of Development of the International Science, 2023, no.109. pp. 52-55. EDN: ERJIAA
6.Парсункин Б.Н. Системы автоматизации и управления: Электронный ресурс / Б.Н. Парсункин, С. М. Андреев, Е. С. Рябчикова, Т.Г. Сухоносова. - 2-е издание. - Магнитогорск: Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, 2021. - URL: https://magtu.informsystema.ru/uploader/fileUpload?name=2248.pdf&show=dcatalogues/1/1129743/2248.pdf&view=true (дата обращения: 01.06.2023). EDN: REDPLV
Parsunkin B.N., Andreev С. M., Ryabchikova E. S., Sukhonosova T.G. Sistemy avtomatizatsii i upravleniya [Automation and control systems], Magnitogorsk, Nosov Magnitogorsk State Technical University, 2021, URL: https://magtu.informsystema.ru/uploader/fileUpload?name=2248.pdf&show=dcatalogues/1/1129743/2248.pdf&view=true (accessed 01.06.2023).
- Нестеров С.В. Определение параметров математической модели пароперегревательного участка барабанного котла по экспериментальным данным / С. В. Нестеров, А.В. Нестеров, Т.А. Леонова // Техника и технологии: пути инновационного развития: сб. научн. трудов 10-й Международной науч.-практич. конф. (Курск, 30 июня 2021 г.). - Курск: Юго-Западный государственный университет, 2021. - С. 150-153. EDN: QDZVLF
Nesterov, S.V., Nesterov A.V., Leonova T.A. Determination of the Parameters of the Mahtematical Model of the Superheating Section of the Drum Boiler According to Experimental Data [Opredelenie parametrov matematicheskoy modeli paroperegreva-telnogo uchastka barabannogo kotla po eksperimentalnym dannym], Proc. “Engineering and Technology: Ways of Innovative Development: Proceedings of the 10th International Scientific and Practical Conference. Kursk, June 30, 2021”, Kursk, 2021, pp. 150-153. EDN: QDZVLF
Парсункин Б.Н. Системы автоматизации и управления. Лабораторный практикум: электронный ресурс / Б. Н. Парсункин, С. М. Андреев, Е. С. Рябчикова, Т. Г. Сухоносова. - Магнитогорск: Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, 2013. - URL: https://magtu.informsystema.ru/uploader/fileUpload?name=1061.pdf&show=dcatalogues/1/1119471/1061.pdf&view=true (дата обращения: 01.06.2023). EDN: PBVXSU
Parsunkin B.N., Andreev С. M., Ryabchikova E. S., Sukhonosova T.G. Sistemy avtomatizatsii i upravleniya. Laboratornyj praktikum [Automation and control systems. Laboratory workshop], Magnitogorsk, Nosov Magnitogorsk State Technical University, 2021, URL: https://magtu.informsystema.ru/uploader/fileUpload?name=1061.pdf&show=dcatalogues/1/1119471/1061.pdf&view=true (accessed 01.06.2023).
- Сухоносова Т.Г. Идентификация динамических свойств параметра давления в рабочем пространстве методической печи / Т.Г. Сухоносова, А.Р. Яруллин, В.С. Новак // Теория и технология металлургического производства. - 2023. - № 1(44). - С. 39-44. EDN: QMROJQ
Sukhonosova, T. G. Yarullin A.R., Novak V.S. Identification of Dynamic Properties of the Pressure Parameter in the Working Space of a Heating Furnace [Identifikatsiya dinamicheskikh svoystv parametra davleniya v rabochem prostranstve metodicheskoy pechi], Teoria i tecnologia metallurgiceskogo proizvodstva [The Theory and Process Engineering of Metallurgical Production], 2023, vol. 44, no.1, pp. 39-44.
- Ильичева М.Н. Использование современных численных методов для моделирования распространения импульсного воздействия на основе уравнений Эйлера / М.Н. Ильичева, Л.Ю. Катаева, Д.А. Масленников., А.А. Лощилов // Актуальные проблемы пожарной безопасности: материалы XXХI Международной науч.-практ. конф. Международный салон “Комплексная безопасность” (05-07 июня 2019 г.) - М., 2019. - С. 180-193. EDN: DWWPBT
Ilyicheva M.N., Kataeva L.Y., Maslennikov D.A., Loschilov A.A. The use of modern numerical methods for modeling the propagation of impulsive action based on the Euler equations [Ispolzovanie sovremennykh chislennykh metodov dlya modelirovaniya rasprostraneniya impulsnogo vozdeystviya na osnove uravneniy Eylera], “Aktualnye problemy pozharnoj bezopasnosti: materialy XXХI Mezhdunarodnoj nauch.-prakt. konf. Mezhdunarodnyj salon “Kompleksnaya bezopasnost” 05-07 iyunya 2019” [Proc. “Current problems of fire safety”], Moscow, 2019, pp. 180-193.
- Андреев C.М. Разработка и моделирование несложных систем автоматизации с учетом специфики технологических процессов / С.М. Андреев, Б.Н. Парсункин. - М.: Издательский центр “Академия”. - 2016. - 272 с.
Andreev S.M., Parsunkin. B.N. Razrabotka i modelirovanie neslozhnyh sistem avtomatizacii s uchetom specifiki tekhnologicheskih processov [Development and modeling of simple automation systems taking into account the specifics of technological processes], Moscow: Publishing Center “Academy”, 2016, 272 p.
- Андреев С.М., Обухова Т.Г. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013612340 РФ. Виртуальный стенд системы автоматического управления (САУ) технологическим параметром: № 2013612340: заявл. 19.09.2012: опубл. 26.01.2013.
Andreev S.M., Obukhova T.G.. Virtual stand of an automatic control system (ACS) with a technological parameter [Virtual’nyj stend sistemy avtomaticheskogo upravleniya (SAU) tekhnologicheskim parametrom], Certificate of state registration of a computer program no. 2013612340, Russian Federation, 2013.
Выпуск
Другие статьи выпуска
На кафедре автоматизированных систем управления института энергетики и автоматизированных систем ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова» весной 2023 года прошла Универсиада «Путь к успеху» по направлению «Управление в технических системах (метрология и средства измерения)» . Участие в Универсиаде приняли более 170 студентов из разных регионов России.
Установлено, что из ключевого обстоятельства, определяющего возможность обобщения циклотронного движения на механику, заключающегося в том, что лагранжиан электрона вдвое больше его кинетической энергии, что применительно к механическому устройству ротатору следует трактовать как равенство кинетической и потенциальной энергий, необходимо следует, что в состав cтабилизированного ротатора должны входить элементы, которые в состоянии запасать оба этих вида энергии, а именно, груз и пружина. Собственная частота вращения cтабилизированного ротатора строго фиксирована (не зависит ни от момента инерции, ни от момента импульса) и замечательным образом совпадает с собственной частотой колебаний маятника с идентичными параметрами. При изменении момента импульса изменяется радиус и тангенциальная скорость (частота вращения при этом не меняется и равна собственной).
В современных вращающихся печах используется автоматизированная система подачи топлива - смесь коксового газа и воздуха. Преимущества и особенности предлагаемой системы автоматического контроля представлены в работе. Внедрение системы автоматического регулирования температуры в зоне обжига вращающейся печи позволяет повысить качество производимого шамота, исключить пережог топлива, а также снизить риск пересушки шамота путем поддержания определенного значения температуры в зоне обжига. В работе представлена система автоматического управления вращающейся печью, приведен комплекс технических средств для обеспечения бесперебойной работы печи, а также рассмотрено оборудование для поддержания качественного и безаварийного технологического процесса.
В статье рассмотрена система автоматического регулирования температуры в зоне с максимальной тепловой нагрузкой методической печи стана 250. Регулирование температуры рабочего пространства осуществляется с использованием контура регулирования соотношения газ-воздух. Важен точный контроль температуры, так как температура в печи определяет теплопередачу к заготовке, скорость его нагрева, распределение температуры в заготовке, интенсивность окалинообразования и другие параметры, которые характеризуют процесс тепловой обработки заготовки и работу самого агрегата
Цель настоящего исследования - показать, что момент сил, развиваемый синхронной электрической машиной при реактивной нагрузке, не равен нулю. При этом речь идет о мгновенном значении момента сил. В настоящей работе применяются методы математического моделирования и традиционные электротехнические расчеты. Для сформулированной в статье теоремы представлены три независимых друг от друга доказательства - для любой реактивной нагрузки, для индуктивной нагрузки и для емкостной нагрузки. Таким образом, вопреки возможному интуитивному предположению, у индуктивной синхронной электрической машины с реактивной нагрузкой развиваемый момент не равен нулю. Из этого необходимо следует, что механическая мощность, развиваемая машиной, также не равна нулю. Полученные результаты рекомендуется использовать при проектировании автоматизированных электрических приводов
Собраны статистические данные распределения температуры греющей среды и подачи топлива в зоны нагревательной печи стана 2000 ОАО «ММК». Статистические данные для пятой зоны были обработаны путем группировки и удаления грубых ошибок эксперимента с помощью сравнение коэффициента Стьюдента. Найдена эмпирическая формула отражающая изменение температуры греющей среды в пятой зоне в зависимости от расхода топлива поданного в текущую зону и соседние зоны. Коэффициенты эмпирической формулы найдены с помощью симплексного метода Нелдера-Мида. Произведена проверка адекватности регрессионной модели путем сравнения расчетного и табличного коэффициента Фишера. По результатам проверки было установлено, что уравнение описывает динамику распределение значения температуры греющей среды не только топлива поданного в текущую зону, но и топлива поданного в соседние зоны и текущего темпа движения заготовок в печи с допустимой вероятностью.
Издательство
- Издательство
- ФГБОУ ВО МГТУ имени Г.И. Носова
- Регион
- Россия, Магнитогорск
- Почтовый адрес
- 455000, Челябинская область, город Магнитогорск, пр-кт Ленина, д.38
- Юр. адрес
- 455000, Челябинская область, город Магнитогорск, пр-кт Ленина, д.38
- ФИО
- Терентьев Дмитрий Вячеславович (РЕКТОР)
- Контактный телефон
- +7 (351) 2688594
- Сайт
- https://magtu.ru