Псевдолинейный регулятор для объектов управления с запаздыванием

Цель работы – разработка, исследование и программная реализация псевдолинейного регулятора для объектов управления с запаздыванием.
В процессе выполнения выпускной квалификационной работы рассмотрены линейные, нелинейные и псевдолинейные корректирующие устройства. Произведен выбор псевдолинейного корректирующего устройства с фазовым опережением, проведено исследование его работы в составе системы автоматического регулирования (САР). Разработан, исследован и программно реализован псевдолинейный регулятор для объектов управления с запаздыванием. Исследование свойств корректирующих устройств и САР осуществлялось с применением программных пакетов Matlab и MathCad.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 13
1 Обзор корректирующих устройствавтоматического регулирования……….14
1.1 Линейные корректирующие устройства ……………………………………………. 15
1.2 Нелинейные корректирующие устройства ………………………………………… 16
1.3 Псевдолинейные корректирующие устройства …………………………………. 18
1.3.1 Анализ некоторых систем коррекции ………………………………………….. 21
1.4 Выбор корректирующих устройств …………………………………………………… 27
2 Регуляторы для обьектов с запаздыванием …………………………………………….. 29
2.1 Предиктор Смита…………………………………………………………………………… 35
2.2Регулятор Ресвика ………………………………………………………………………….. 36
3.Разработка и исследование систем управления обьектами с запаздыванием в
среде matlab ……………………………………………………………………………………………… 38
3.1. Работа в пакете прикладного программирования MatLab …………………. 38
3.2 Разработка и исследование САР с псевдолинейным регулятором в среде
MatLab ………………………………………………………………………………………………….. 40
3.3 Разработка и исследование САР с запаздыванием в среде MatLab …….. 41
4 Структура лабораторного комплекса ……………………………………………………… 50
4.1Структурная схема лабораторного стенда ………………………………………….. 51
4.2 Программный пакет STEP7 ………………………………………………………………. 52
5 Программно-методическое обеспечение лабораторного комплекса для
исследования сар с запаздыванием с псевдолинейным регулятором. ………… 55
5.1 Программное обеспечение лабораторного комплекса ……………………….. 55
5.1.1 Программ САР с КУ с запаздыванием на языке FBD …………………… 55
5.1.2 Мониторинг и симуляции системы ……………………………………………… 60
5.2 Методическое обеспечение ………………………………………………………………. 61
6. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбежение ….. 62
6.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований с позиции ресурсоэффективности и
ресурсосбережения ……………………………………………………………………………….. 63
6.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования ………………. 63
6.1.3 SWOT-анализ ……………………………………………………………………………… 66
6.2 Определение возможных альтернатив проведения научных исследований
……………………………………………………………………………………………………………… 67
6.3 Определение трудоемкости выполнения работ………………………………….. 68
6.4. Разработка графика проведения проекта ………………………………………….. 69
6.5 Бюджет затрат на проектирование ……………………………………………………. 74
6.5.1 Расчет материальных затрат проекта …………………………………………… 74
6.5.2 Основная заработная плата исполнителей проекта ………………………. 75
6.5.3 Расчет затрат на специальное оборудование для научных
(экспериментальных) работ ………………………………………………………………… 76
6.5.4Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) …….. 77
6.5.5Накладные расходы ……………………………………………………………………… 79
6.5.6 Формирование затрат на проектирование ……………………………………. 79
6.6 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования …………………… 80
7 Социальная ответственность …………………………………………………………………. 83
7.1 Производственная безопасность ………………………………………………………. 84
7.1.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые может создать объект
исследования………………………………………………………………………………………. 84
7.1.2 Микроклимат ……………………………………………………………………………… 85
7.1.3 Шум …………………………………………………………………………………………… 86
7.1.4 Недостаточная освещенность ……………………………………………………… 87
7.1.5 Электромагнитные излучения …………………………………………………….. 90
7.1.6 Электробезопасность ………………………………………………………………….. 91
7.1.7 Психофизиологические факторы ………………………………………………… 93
7.2 Обоснование мероприятий по защите персонала предприятия от действия
опасных и вредных факторов (техника безопасности и производственная
санитария) …………………………………………………………………………………………….. 94
7.3 Экологическая безопасность…………………………………………………………….. 95
7.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях………………………………………….. 96
7.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …. 100
Заключение ……………………………………………………………………………………………. 103
The Conclusion ……………………………………………………………………………………….. 104
Список использованных источников ………………………………………………………. 105
Приложение А Раздел ВКР выполненный на иностранном языке
………………………………………………………………………………………………………………. 108
Приложение Б Методичика изучение псевдолинейного регулятора для
объектов управления с запаздыванием……………………………………… 121

В результате выполнения выпускной квалификационной работы был

разработан, исследовано и программно реализован на контроллере SIMATIC S7-

300 псевдолинейный регулятор для объектов управления с запаздыванием.

Проводилось исследование САР с объектом управления первого, второго и

третьего порядка. В результате исследования выявлено, что использование

разработанного псевдолинейного регулятора способствует улучшению качества

системы управления при изменении параметров объекта управления

(запаздывания).

Программная реализация псевдолинейного регулятора была произведена в

программном пакете STEP7 на языке программирования FBD.

Были разработаны методические указания по выполнению лабораторной

работы «Изучение псевдолинейного регулятора для объектов управления с

запаздыванием» которые буду использоваться в учебном процессе отделения

автоматизации и робототехники при изучении курса адаптивные системы

управления.
The Conclusion

As a result of the implementation of final qualifying work, a pseudo-linear

regulator for control objects with delay was developed, investigated and

programmatically implemented on the SIMATIC S7-300 controller. ATS was studied

with the control object of the first, second and third order. As a result of the study, it

was revealed that the use of the developed pseudo-linear regulator contributes to the

improvement of the quality of the control system when changing the parameters of the

control object (lag).

The software implementation of the pseudo-linear controller was made in the

STEP7 software package in the FBD programming language.

Guidelines were Developed for the implementation of the laboratory work

“Creation of information and control programs in FBD for control objects with a

pseudo-linear regulator delay” that will be used in the learning process of the

automation and robotics department when studying the course adaptive control systems.