Модель регулирования уровня жидкости в резервуаре
Модель технологической ёмкости, аналогом которой является бак с серной кислотой. Анализ исходных данных и расчет параметры работы данного оборудования. Схемы регулирования уровня жидкости и основных составляющих блоков исследуемой технологической ёмкости.
| Рубрика | Экономико-математическое моделирование |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.10.2012 |
| Размер файла | 277,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Реферат
В курсовой работе рассмотрены модель регулирования уровня жидкости в резервуаре, так же предлагается провести исследования и определить настройки регулятора.
Расчётно-графическая работа содержит: 13 листов пояснительной записки, и 2 литературных источника.
Введение
Техническое производство состоит из целого ряда взаимосвязанных единичных процессов технологии и представляет собой сложную систему, характеризующуюся большим объемом информации. Изучение и разработка технологической системы направлены на создание высокопродуктивных, высококачественных и экономических производств и в настоящее время ведутся на основе метода математического моделирования.
Моделирование - метод экспериментально-теоретического исследования сложных систем, позволяющий в качестве объекта рассматривать не подлинное явление, а некую его модель. Под моделью подразумевается такая упрощенная система, которая отражает совокупность свойств объекта, соответствующих представленной задаче моделирования, и дает возможность получить новые сведения об объекте.
В частности по математической моделью технологического процесса следует понимать совокупность качественных представлений и математических соотношений, характеризующих отдельные, ограниченные в нужном направлении явления моделируемого процесса, а также взаимодействию этих явлений с учетом возмущающих факторов. Математические соотношения, составленные в результате теоретического анализа моделируемого процесса, представляют собой математическое описание.
Изучение объекта моделирования (химико-технологического процесса, отдельного аппарата, физико-химического явления и т.д.) сводится к анализу его математического описания в явном виде, т.е. к анализу зависимостей между определяющими и определяемыми переменными процесса. Эти зависимости можно получить только в результате решения уравнений математического описания. Для решения даже относительно простого математического описания, не говоря уже о сложных математических моделях, обычно требуются большие объемы вычислительных операций. Поэтому практическая реализация математических моделей невозможна без современных средств вычислительной техники.
В данном курсовом проекте рассматриваются модели технологической ёмкости, аналогом которой является бак с серной кислотой. На модели регулируем уровень заполнения резервуара.
1. Модель резервуар с регулированием уровня жидкости
Имеем бак с серной кислотой в который поступает кислота. Задача регулирования заключается в подаче кислоты в бак и поддержании определенного уровня. Объектом регулирования является резервуар со следующими параметрами:
удельный вес кислоты г = 14381 Н/м3
Конструктивные параметры:
Диаметр резервуара - Dрез = 1 м
Высота резервуара - Нрез = 4 м
Максимальная производительность насоса на притоке - QН.мах = 0.0125 м3/с.
Номинальные значения параметров процесса:
Номинальное значение расхода на притоке Qпр.н = 0.009 м3/с.
Номинальное значение расхода на оттоке Qот.н = 0.009 м3/с.
Номинальное значение высоты жидкости в резервуаре Н.н = 3.5 м.
Заданное значение высоты жидкости в резервуаре Н.зад = 3.2 м.
Давление на выходе - Р = 50333 Па
На рисунке 1 изображена схема регулирования уровня в баке.
Рисунок 1 - Схема регулирования уровня
Запишем уравнение баланса:
Qпр = Qот
Так как расход по притоку равен константе, то
где z0 - номинальный уровень жидкости в рассматриваемой гидравлической системе.
Найдем численные значения коэффициентов данного уравнения для установившегося режима работы.
м2;
;
м.
Z0 =3,5 м.
При этом расход жидкости Q0 будет равен
Q0 = 0,009 м3/c.
Высота столба жидкости над дном резервуара Н0 будет равна разности между вычисленным значением уровня Z0 и высотой столба жидкости Zp,н, эквивалентного давлению подпора рн на линии.
,
м.
Тогда аккумулированный в резервуаре объем жидкости будет равен
V =S * Но = 0,2355м3
Время разгона для объекта будет равно
с.
Определим коэффициенты самовыравнивания на стороне притока жидкости и ее оттока.
Перепишем уравнения притока и оттока жидкости, выразив zo через высоту столба жидкости над дном резервуара
zo = Но +3,2
)
Подставив значения в формулу, получим
Откуда найдем значения коэффициентов самовыравнивания на стороне притока и оттока жидкости.
Из полученного определим коэффициент самовыравнивания объекта, который будет равен
Дифференциальное уравнение, описывающее объект, будет иметь вид
Текущее значение уровня жидкости в резервуаре
H(t) = Н0+? H(t) = Н0 +ц(t) * Н0.
Для приведения диф. уравнения к канонической форме необходимо разделить его на коэффициент самовыравнивания Fд
,
,
где с,
.
Передаточная функция будет иметь вид
.
Рисунок 2 - Блок вычисления параметров
Рисунок3 - Блок ПИД регулирования
Рисунок 4 - Блок механизма (насоса)
Рисунок 5 - Переходные процессы при различных P, I, D
бак кислота жидкость блок
Заключение
В данном курсовом проекте были рассмотрены и смоделированы с помощью пакета визуального программирования SIMULINK пакет Matlab следующие модели систем регулирования объектов химической технологии: регулирование уровня в резервуаре водоподготовительной установки и расход жидкости через трубу.
Представлены графики зависимости регулируемых величин в зависимости от времени.
Список использованных источников
1 Луценко В.А., Финякин Л.Н. Математическое моделирование химико-технологических процессов на аналоговых вычислительных машинах. Лабораторно-практические работы. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Химия, 1984
2 Дудников Е.Г., Казаков А.В. и др. Автоматическое управление в химической промышленности: Учебник для вузов. М.; Химия, 1987
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Описание объекта регулирования температуры жидкости на выходе теплообменника. Составление математической логической аналитической модели системы автоматического управления. Исследование типа и рационального значения параметров настройки регулятора.
курсовая работа [232,3 K], добавлен 22.03.2015Исследование клеточно-автоматных моделей газовой динамики с помощью клеточных автоматов. Разработка программы, реализующей клеточно-автоматную модель потока жидкости FHP-I. Проверка и модифицикация модели FHP-I добавлением частиц с новыми свойствами.
дипломная работа [3,8 M], добавлен 17.10.2013Нахождение оптимального значения целевой функции, позволяющей минимизировать себестоимость произведенной продукции. Оптимизационные задачи на максимум выручки от реализации готовой продукции. Экономико-математическая модель технологической матрицы.
контрольная работа [248,8 K], добавлен 25.10.2013Показатели статистики занятости и безработицы, а также баланс трудовых ресурсов. Изучение межрегиональной вариации уровня безработицы. Построение уравнения регрессии. Регрессионная модель зависимости уровня безработицы и внутреннего валового продукта.
курсовая работа [604,2 K], добавлен 16.09.2014Количественные и качественные методы экономического прогнозирования. Построение модели поиска оптимального уровня заказа, издержек, уровня повторного заказа, числа циклов за год, расстояния между циклами. Определение координат снабженческого центра.
контрольная работа [44,4 K], добавлен 15.09.2010Линейная регрессивная модель. Степенная регрессивная модель. Показательная регрессивная модель. Регрессивная модель равносторонней гиперболы. Преимущества математического подхода. Применение экономико-математических методов и моделей.
курсовая работа [31,6 K], добавлен 05.06.2007Описание факторов рынка подержанных автомобилей. Эконометрическое моделирование исходных данных. Модель регрессии с добавленными фиктивными переменными наблюдений. Точечные и интервальные внутри-выборочные прогнозы для продажной стоимости автомашин.
курсовая работа [921,9 K], добавлен 03.04.2014Описание конкретной экономической ситуации и исходных числовых данных. Конструирование числовых моделей Л.П. в аналитической и табличной формах. Решение параметрических задач Л.П., построение табличных зависимостей экономических показателей, общий анализ.
задача [499,5 K], добавлен 11.07.2010Выявление производственных связей на основе регрессионных моделей. Расчет прогнозных значений показателей, при уровне факторных показателей, на 30% превышающем средние величины исходных данных. Использование коэффициента корреляции рангов Спирмэна.
задача [58,5 K], добавлен 11.07.2010Общая характеристика экономики Германии, история и основные этапы ее становления и современное состояние. Идентификация двухшаговым методом наименьших квадратов упрощенной модели Клейна. Построение прогноза эндогенных переменных исследуемой модели.
контрольная работа [77,1 K], добавлен 26.04.2010
