Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Бийский технологический институт (филиал)
Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»
Кафедра "Методов и средств измерений и автоматизации"
Отчет по лабораторной работе №2
по дисциплине «Моделирование процесса формирования качества в производстве»
Работу выполнили:
студенты гр. ИС-01 Маслов Н.О., Семенченко Р.Д.
Руководитель
доц. к.н. каф. МСИА ______________________ Максачук А.И.
и.о. фамилия подпись
Бийск 2013
Математические методы моделирования объектов управления для реализации процесса формирования качества. Математическая модель мазутной топки. Расчет соответствующих управляющих воздействий для управления работой мазутной топки по принятым критериям оптимальности.
Vг0 - объём топочного газа (расчётный), м3/с
L - расход воздуха для охлаждения топочных газов, м3/с
Vг0 - объём топочного газа (заданный), м3/с
Рисунок 1 – Контроль охлажденных топочных газов вместе с воздухом
Тг - текущая температура газа до разбавления, С
Gm- поток мазута, гм/с
Рисунок 2 – Поток мазута Gm
Таблица 1 – Расчетные значения параметров
|
Наименование параметра |
Обозначение, размерность |
Величина параметра |
|
|
Объем топочных газов на выходе (после разбавления воздухом) |
начальный |
VГ0, м3/с |
|
|
отклонение расчетного |
∆ VГ0, м3/с |
||
|
Поток мазута |
Gm, кг/с |
||
|
Текущая температура газа до разбавления воздухом |
ТГ, оC |
||
|
Расход воздуха для охлаждения топочных газов до рабочей температуры |
L, м3/кг |
||
|
Теоретический расчет сухого воздуха, необходимый для полного сгорания топлива |
Vob, м3/кг топлива |
||
|
Тепло, вносимое в топку воздухом |
Qb, кДж/кг топлива |
||
|
Количество полезного тепла, выделившегося в топке |
QT, кДж/кг топлива |
Листинг программы:
procedure TForm2.Button1Click(Sender: TObject);
var Qhp,Vb0,Vn20,Vro20,Vh2o0, Vo20,Pn,Pnac,fi,Gm, Qhc,
Qt,Qb,Hb,Tg,Ht,Qt1,Qt2,L,Hg1,Hg11,Hb1,Hb11,sum,pi,ze,Qti_all,Vg,V_god_all,step,epsilon,etalon,
flag_plus,flag_minus,T_konec,alfa,w,s,h,c,V_konec: real;
i,j:integer;
Qti,V,Hi:array [1..n] of real;
begin
V_konec:=strtoFloat(Edit8.Text);
alfa:=strtoFloat(Edit7.Text);
W:=strtoFloat(Edit6.Text);
S:=strtoFloat(Edit5.Text);
H:=strtoFloat(Edit4.Text);
C:=strtoFloat(Edit3.Text);
T_konec:=strtoFloat(Edit2.Text);
Gm:=StrToFloat(Edit1.Text);
Qhc:=39900;
step:=0.01;
epsilon:=1;
etalon:=V_konec;
V_god_all:=1000;
memo1.Clear;
memo2.Clear;
s:=pi+ze;
j:=1;
flag_plus:=0;
flag_minus:=0;
Series1.Clear; //GLAVNOE. V itogogo gaza
Series2.Clear; // linia na urovne 8
Series3.Clear; //V vozduha dla oholojdenia
Series6.Clear;
Series7.Clear;
while (((V_god_all > (V_konec+0.1))or(V_god_all < (V_konec-0.1))))and(J<30) do //1
begin
Qhp:=Gm*Qhc*((100-W)/100)-6*W;//(2.1)
Vb0:=Gm*(0.0889*(C+S)+0.265*H); //(2.2)
Vn20:=0.7808*alfa*Vb0+0.8*(N2/100)*Gm;//(2.4)
Vro20:=Gm*1.866*((C+0.375*S)/100)+0.0314*(alfa-1)*Vb0;//(2.5)
Vh2o0:=Gm*(0.111*H+0.0124*W)+0.0161*alfa*Vb0; //(2.6)
Vo20:=0.2095*(alfa-1)*Vb0;//(2.7)
Vg:=0;
Vg:=Vn20+Vro20+Vh2o0+Vo20;
Hb:=(cb+cp*x)*tb+r0*x; //(2.12)
Qb:=alfa*Vb0*ROb*Hb; //(2.11)
Qt:=Qhp*((100-qx-q0)/100)+Qb; //(2.10)
Ht:=Qt;
Qt1:=Vro20*772+Vn20*528+Vh2o0*626+Vo20*807;
Qt2:=Vro20*1705+Vn20*1097+Vh2o0*1334+Vo20*1747;
Tg:=(((Ht-Qt1)*(Tg2-Tg1))/(Qt2-Qt1))+Tg1; //(2.13)
Qti[1]:=tg*Vn20*528/400;
Qti[2]:=tg*Vro20*772/400;
Qti[3]:=tg*Vh2o0*626/400;
Qti[4]:=tg*Vo20*807/400;
Qti_all:=0;
for i := 1 to n do
begin
Qti_all:=Qti[i]+Qti_all;
end;
hg1:=qti_all;hg11:=qti_all*T_konec/tg;hb11:=(cb+cp*x)*T_konec+r0*x;;hb1:=(cb+cp*x)*20+r0*x;;
L:=Vg*(Hg1-Hg11)/(Hb11-Hb1); //(2.16)
V_god_all:=0;
V_god_all:=vg+l;
Label1.Caption:='';
Label1.Caption:='L = '+Floattostr(L)+' - расход воздуха для охлаждения топочных газов до рабочей температуры, м3/кг'+#13#10
+'Vг= '+Floattostr(vg)+' - объем топочных газов до разбавления воздухом, м3/с'+#13#10
+'Vг0 = '+Floattostr(V_god_all)+' - объем топочных газов поступающих в концентратор';
Memo1.Lines.Add('V_all= '+floattostr(V_god_all));
Memo2.Lines.Add('Epsilon= '+floattostr(epsilon)+'| step= '+floattostr(step));
Series1.AddXY(j, V_god_all);
Series2.AddXY(j, V_konec);
Series3.AddXY(j, L);
Series6.AddXY(j, Tg);
Series7.AddXY(j, Gm*1000);//x1000 dla kartinki
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
if (abs(etalon - V_god_all)<=epsilon) then begin
step:=step/2;
// epsilon:=epsilon/4;
end;
if ((V_god_all - etalon <= 1) and (V_god_all - etalon >0 )) then begin
flag_plus:=1;
end;
if (flag_plus=1)and (V_god_all< etalon) then begin
step:=(-1)*step;
flag_plus:=0;
end;
if ((etalon - V_god_all <= 1) and (etalon - V_god_all >0 )) then begin
flag_minus:=1;
end;
if (flag_minus=1)and (V_god_all> etalon) then begin
step:=(-1)*step;
flag_minus:=0;
end;
Gm:=Gm-step;
inc(j);
end; //while 1
memo1.Lines.Add(floattostr(Gm));
end; //konec procedurki
procedure TForm2.FormCreate(Sender: TObject);
begin
Edit1.Text:=floattostr(0.2);
Edit2.Text:=floattostr(650);
Edit3.Text:=floattostr(86.32);
Edit4.Text:=floattostr(10.31);
Edit5.Text:=floattostr(0.5);
Edit6.Text:=floattostr(2.0);
Edit7.Text:=floattostr(2.0);
Edit8.Text:=floattostr(8);
end;
end.
Алгоритм программы:
Цикл while – основной цикл программы, который выполняется пока выходной поток газов не будет в пределах от 7.9 до 8.1 включительно. В теле цикла происходит расчет основных параметров моделирования в соответствии с методическими указаниями, а так же вывод полученных результатов на графики и проверка на приближение к требуемому диапазону значения выходного объема и соответствующее изменения «шага».
Вывод: Были приобретены навыки математического и компьютерного моделирования на примере управления работой мазутной топки по принятым критериям оптимальности, с расчетом соответствующих управляющих воздействий.
Контрольные вопросы:
Модель выработки управляющих воздействий в общих чертах выглядит следующим образом (рисунок 1). Базируясь на значениях параметров технологического процесса и текущих значениях параметров качества (Kout, Kin ...), система управления на базе математической модели делает прогноз конечных параметров качества (Kout_p, Kin_p ...) с учетом промежуточных параметров качества (Kh, Qh ...). Далее система управления сравнивает прогнозируемые конечные параметры качества с хранящимися в памяти заданными значениями и делает вывод о необходимости генерации управляющих воздействий. В случае благоприятного прогноза система не генерирует управляющих воздействий. В варианте, когда прогноз не является благоприятным, делается пробное изменение набора значений параметров технологического процесса с целью минимизации абсолютного значения отклонения прогнозируемых параметров качества от заданных значений и на базе математической модели осуществляется пересчет прогнозируемых параметров качества. Цикл расчетов продолжается до тех пор, пока прогнозируемые и заданные параметры качества не совпадут (с точностью ε). (После чего расчиываются управляющие воздействия, которые бы соответствовали измененным значениям параметров технологического процесса.) Далее определяются значения величин управляющих воздействий, которые будучи реализованны, обеспечат требуемый набор изменённых значений технологических параметров.
Таковые модели обладают хорошими прогностическими возможностями в широких диапазонах изменения свойств объектов переработки и режимных параметров технологических процессов. Недостатки же состоят в том, что, как правило, эти модели в процессе реализации представляет недостаточно точные результаты. Тем не менее, в ряде случаев, удается достичь требуемой точности. При описании, например, процессов тепло– и массопереноса возможны определение и регулярная корректировка коэффициентов диффузии, температуропроводности, тепло– и массоотдачи путем решения обратных задач переноса на базе контрольных значений промежуточных параметров качества и режима.
Требования к компьютерным системам управления качеством будут следующие: