Разработка подхода к настройке регулятора с гарантированной динамикой САУ при изменяющихся во времени параметрах

Зарипов, Сергей Сергеевич Отделение автоматизации и робототехники (ОАР)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Объектом исследования является система с интервально заданными параметрами, у которой в процессе эксплуатации происходит изменение параметров передаточной функции.
Целью работы является разработка подхода к настройке линейного регулятора, гарантирующего заданные прямые показатели качества переходных процессов для передаточной функции системы с интервально заданными параметрами.
Результатом является методика расчета коэффициентов ПИ-регулятора, позволяющая добиться нужных прямых показателей качества с учетом возможного изменения параметров передаточной функции в заданных интервалах.
Разработанная методика апробирована на лабораторном стенде, имитирующем работу буровой установки.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 13
1. Методы синтеза регулятора ………………………………………………………………….. 14
1.1. Синтез регуляторов полного порядка ………………………………………………. 14
1.2. Синтез регуляторов пониженного порядка ………………………………………. 15
2. реСистемы управления с интервальными параметрами ре ……………………………. 18
2.1. Интервалы и интервальная арифметика ………………………………………….. 18
2.2. Интервальные характеристические полиномы …………………………………. 20
2.3. Отображение многогранника коэффициентов ИХП на …………………….. 22
корневую плоскость ………………………………………………………………………………. 22
2.4 Робастная устойчивость полиномов …………………………………………………. 25
2.5 Определение показателей качества системы в динамике процесса
изменения интервальных параметров …………………………………………………….. 27
3. Постановка задачи………………………………………………………………………………… 39
3.1 Описание имитационного стенда ……………………………………………………… 41
3.2. Обеспечение желаемого вещественного полюса стационарной
системы ………………………………………………………………………………………………… 44
3.2.1. Разделение характеристического полинома на доминирующий и
свободный ………………………………………………………………………………………….. 45
3.2.2. Обеспечение желаемого вещественного полюса ………………………… 46
стационарной САУ …………………………………………………………………………….. 46
3.2.3. Методика синтеза ПИ-регулятора стационарной системы ………….. 49
3.2.4. Методика синтеза ПИ-регулятора интервальной системы ………….. 50
3.3 Расчет параметров ПИ-регулятора для их апробации на имитационном
стенде……………………………………………………………………………………………………. 50
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение … 54
4.1. Предпроектный анализ ……………………………………………………………………. 55
4.1.1Потенциальные потребители результатов исследования ………………. 55
4.1.2Анализ конкурентных технических решений с позиции ресурс
эффективности и ресурсосбережения. …………………………………………………. 57
4.1.3 Диаграмма Исикавы……………………………………………………………………. 59
4.1.4 SWOT-анализ ……………………………………………………………………………. 60
4.1.5 Оценка готовности проекта к коммерциализации ……………………….. 62
4.2.Инициализация проекта …………………………………………………………………… 64
4.3 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) …………………………. 71
4.3.1 Расчет материальных затрат НТИ ……………………………………………….. 71
4.3.2 Расчет затрат на специальное оборудование для научных
(экспериментальных) работ ………………………………………………………………… 72
4.3.3 Основная заработная плата исполнителей темы ………………………….. 73
4.3.4 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) ……. 74
4.3.5 Накладные расходы ……………………………………………………………………. 75
4.4. Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования . 76
4.4.1 Оценка научно-технического уровня НИР ………………………………….. 77
5 Социальная ответственность …………………………………………………………………. 79
5.1 Анализ вредных и опасных факторов ……………………………………………….. 79
5.2 Анализ вредных факторов………………………………………………………………… 80
5.2.1 Отклонения показателей микроклимата………………………………………. 80
5.2.2. Повышенный уровень шума ………………………………………………………. 81
5.2.3. Повышенный уровень электромагнитных излучений …………………. 83
5.2.4 Недостаточная освещенность рабочей зоны ………………………………… 84
5.2.5 Психофизиологические факторы ………………………………………………… 85
5.3 Анализ опасных факторов………………………………………………………………… 86
5.3.1 Электробезопасность ………………………………………………………………….. 86
5.3.2 Экологическая безопасность ………………………………………………………. 88
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………. 90
5.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности. ….. 92
Заключение ……………………………………………………………………………………………… 95
Список использованных источников ………………………………………………………… 96
ПРИЛОЖЕНИЕ A ……………………………………………………………………………………. 99
ПРИЛОЖЕНИЕ Б …………………………………………………………………………………… 118

Поддержание оборотов двигателя является основной задачей на
многих объектах автоматизации. Особенно остро эта проблема стоит в
интервальных системах, где при изменении нагрузки обороты двигателя
начинают меняться и удержать прямые показатели качества данной в этот
момент становится проблематично.
Объектом данного исследования является имитационный стенд
буровой установки, который моделирует процесс бурения скважины, при
котором обороты вращения буровой колонны могут изменяться в момент
прохождения колонны различных земных пород, имеющий различную
твердость. В данном случае интервальность системы задается изменяющимся
моментом двигателя, который зависит от напряжения питания самого
двигателя, что отражается на передаточной функции объекта управления.
Однако обеспечение постоянной скорости вращения буровой колонны
в условиях изменяющихся значений параметров требует моделирования
такой системы, научных исследований и разработки подходов к настройке
параметров регуляторов, гарантирующих требуемые показатели качества.
Целью работы является разработка подхода к синтезу параметров
регулятора для динамически изменяющейся САУ на примере имитационного
стенда.
1. Методы синтеза регулятора

В результате выполнения выпускной квалификационной работы
разработан подход к настройке регулятора для динамически изменяющейся
САУ с изменяющимися параметрами. С целью анализа динамики
функционирования систем высокого порядка на основании ряда допущений
обоснована актуальность эквивалентирования их системами низкого порядка и
проведения для них процедуры синтеза регулятора по критерию желаемого
расположения полюсов характеристического полинома замкнутой системы.
Для интервальной системы разработана методика синтеза ПИ-
регулятора и получены соотношения, позволяющие определять значения
настроечных параметров ПИ-регулятора на основании коэффициентов
интервального характеристического полинома системы ПФ. Работоспособность
разработанного подхода подтверждается математическим моделированием в
пакете Matlab и апробацией синтезированного регулятора на имитационном
стенде.
Практическая значимость работы заключается в применении
разработанного подхода к настройке регуляторов для САУ с интервально
заданными параметрами, гарантирующего заданные показатели качества.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    AleksandrAvdiev Южный федеральный университет, 2010, преподаватель, канд...
    4.1 (20 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    28 Выполненных работ
    Анна В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа

    Другие учебные работы по предмету

    Удаленное управление распределенными объектами с применением WEB-Технологий
    📅 2019 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка информационной системы поддержки принятия управленческих решений
    📅 2021 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Исследование влияния настроек регулятора Смита на качество регулирования
    📅 2018 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Реализация цифрового фильтра на основе сглаживающего штрафного P-сплайна
    📅 2019 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Псевдолинейный регулятор для управления объектом второго порядка
    📅 2020 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Корневой анализ систем на основе вершинных характеристических полиномов
    📅 2019 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)