Параметрическая идентификация динамических характеристик процесса формования изделий из композитов в автоклаве (стр. 3 из 3)
Для обоснования соответствия качества, характеристикам, установленным в техническом задании рассмотрены источники погрешности АТП.
В схеме цифрового регулятора температуры (ТХК) применена микросхема АЦП - 572 ПВ1. По справочные данным 572ПВ1 имеет нелинейность 2 ед МЗР (младшего значащего разряда) и дифференциальную нелинейность - 4 ед. МЗР (при максимальной тактовой частоте). Так как тактовая частота ТХК равна
мах, то можно считать, что составляющая погрешности от нелинейности Пн= Зед.Изменение температуры окружающей среды ЦРТ можно считать от 10 до 40°С. При температурном коэффициенте нелинейности aл=12*10-3 ед/°С температурная составляющая Пнто=0,4 ед.
При температурном коэффициенте погрешности полной шкалы п.ш.a= 37* *10-3ед/°С погрешность полной шкалы Пп.ш.то= 1.2 ед.
Погрешность установки шкалы, с помощью многооборотного переменного резистора может быть не более Пу= 2 ед.
Погрешность двухпроводного коммутатора с внутренним сопротивлением ключей »200 Ом и входным сопротивлением 100к0м. Изменение сопротивления ключа может быть до 20%, что составит 40 Ом, что составляет 0,04 % от 100кОм. При полной шкале в 3000 ед., погрешность от неоднородности ключей коммутатора составит Пк = 1,2 ед.
Коэффициент усиления усилителя с обратной связью
.В ТХК входит каскад усилителя на микросхеме 284УД1 имеет К = 10, а К0 = =20000. Пусть нестабильность К0 = 10%.
Так как
то 
Второй каскад масштабного усилителя увеличивает эту нестабильность в 40 раз. В результате получаем погрешность от входного усилителя
Погрешность моста для учета напряжения холодного спая Пм складывается из погрешности его, плеч, выполненных из пяти резисторов типа С2-29 с величинами 0,1 Ом.
от 1000 единиц, снимаемых с моста. Относительно 3000 единиц полной шкалы ПМ будет в 3 раза меньше, т.е.
, а в единицах 
Погрешность линеаризации Пл определяется максимальной величиной разницы между поправками зон сопряжения Dmax.
При изменении зон через 64 единицы
Dmax»8 единиц = Пл
Суммарная погрешность:
что составляет менее 1% от шкалы.
Управляющий вычислительный комплекс УВК включает в себя устройства, обеспечивающие его стыковку с исполнительными элементами АСУ ТП. Это - кроссовый шкаф холодных спаев (КШХС) в кроссовые панели.
КШХС предназначен для обеспечения перехода выводов термопары типа ХК на медные провода измерительных трактов. КШХС представляет собой пассивную термостат с уплотнением в местах ввода и вывода проводов. Термостатирование позволит сократить влияние внешних температурных скачков и тем самым снизит объем устройств для хранения кода напряжения холодного спая Uхс, Для измерения напряжения холодного спая в КШХС расположен низкоомный мост. Uхс измеряется при включении нулевого канала ЦРТ, одновременно с уровнем нуля, запоминается и служит для коррекции результатов измерения по другим каналам. Кроссовые панели служат для присоединения жгутов, связывающих УВК с тиристорными шкафами силового управления, пультами управления пневмосистемой и источниками питания.
Рисунок 5 - Диаграмма типового техпроцесса.
5. Рассмотрим замкнутую и разомкнутую системы с помощью matlab
Рисунок 6 - Структурная схема САУ (замкнутая)
Рисунок 7 - Структурная схема САУ (разомкнутая) системы с помощью matlab
6. Проверка качества САУ
Устойчивость — это свойство САУ возвращаться в заданный или близкий к нему установившийся режим после всякого выхода из него в результате какого-либо воздействия.
Устойчивость по Ляпунову
Впервые свойства устойчивости были исследованы русским ученым А.М.Ляпуновым в 1892 г. в работе «Общая задача об устойчивости движения». Он ввел понятия возмущенного и невозмущенного движений, асимптотически устойчивого движения. Теоремы А. М. Ляпунова позволяют судить об устойчивости нелинейных реальных САУ по их линеаризованным уравнениям.
По Ляпунову, если корни дифференциального уравнения линеаризованной системы содержат только отрицательные вещественные части, то линеаризованная система является устойчивой (невозмущенное движение асимптотически устойчиво) и никакие добавки в виде членов с различными нелинейностями не могут сделать систему неустойчивой. Определяя устойчивость линеаризованной системы, можно говорить и о свойствах устойчивости реальной системы. По расположению корней (Рисунок 8) понятно что исследуемые система является устойчивыми.
На рисунке 9 изображена АФЧХ системы, с помощью которой можно определить критерии устойчивости по теории Найквиста.Этот критерий называется точечным критерием (предложен в 1932 г. американским ученым Г. Найквистом). Он позволяет судить об устойчивости замкнутой системы по амплитудно-фазовой характеристике разомкнутой системы. В ТАУ этот критерий был по-новому обоснован, обобщен и применен Михайловым в 1938 г., поэтому еготакже называют КУ Найквиста—Михайлова. АФЧХ разомкнутой САУ можно получить как аналитически, так и экспериментально, что выгодно отличает критерий от алгебраических КУ. КУ Найквиста имеет ясный физический смысл: связь стационарных частотных свойств разомкнутой САУ с нестационарными свойствами замкнутой САУ. По Найквисту, для устойчивости САУ необходимо и достаточно чтобы ее АФЧХ не охватывала критическую точку (-1;0) при изменении частоты от 0 до ∞.
В соответствии с критерием Найквиста АФЧХ синтезированной системы не охватывает выше упомянутую критическую точку – поэтому является устойчивой, при этом запас по амплитуде ΔL=∞, а по фазе Δφ≈920. Запас устойчивости необходим, для того чтобы система оставалась устойчивой при перегрузках.
ЛЧХ (рисунок 10) служат для определения устойчивости системы по взаиморасположению ЛАЧХ и ЛФЧХ. Если частота среза ЛАЧХ расположена правее точки в которой ЛФЧХ достигает угла в -1800 то система устойчива.
Литература
1.Дорф Р. Современные системы управления / Р. Дорф, Р. Бишоп; пер. с англ. Б.И. Копылова. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. - 832 с.
2.Грачева, Л.Н. Экспериментальное построение переходной характеристики ТП полимеризации лонжерона лопасти : материалы республиканской научно-практической конференции «Инновационные процессы в системе непрерывного образования в целях кадрового обеспечения предприятий южного региона республики Башкортостан» / Л.Н.Грачева, Н.И.Тюков, Е.А. Закурдаева. – Уфа: РИОРУНМЦ МО РБ, - 2004.- С. 121-128.
3.Ерофеев, А.А. Теория автоматического управления: учебник для вузов / А.А. Ерофеев. - СПб.: Политехника, 2003. - 302 с.
4.Первушин, Ю.С. Композиционные материалы: учебное пособие по дисциплине: «Технология композиционных материалов». - Уфа:УГИС, 2005.-с
5.Галлиев А. Л., Галиева Р. Г. Элементы и устройства автоматизированных систем управления: Учеб.посоие. – Стерлитамак: Стерлитамак. Гос .пед .акад., 2007. – 220 с.
Приложение
Рисунок 8 -Положение корней и нулей системы замкнутой и разомкнутой
Рисунок 9 –Критерий Найквиста замкнутой и разомкнутой систем
технический проект композиционный материал
Рисунок 10 – логарифмические АЧХ и ФЧХ системы замкнутой и разомкнутой
Рисунок 11 - Переходная характеристика замкнутой и разомкнутой систем