Файл: Идентификация зоны охлаждения керамического кирпича в туннельной печи как объекта управления.docx

МИНОБРНАУКИ РОССИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Самарский государственный технический университет» (ФГБОУ ВО «СамГТУ»)

Факультет: строительно-технологический

Кафедра «Механизация, автоматизация и энергоснабжение строительства»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: Идентификация объектов управления

тема: Идентификация зоны охлаждения керамического кирпича в туннельной печи как объекта управления

Выполнил(а): Студент 4 курса группы М-94 ______________ / Таджибоев А.А. / Принял: к.т.н., доцент кафедры МАЭС ______________ / Назаров М.А. / «___» _____________ 2022 г.

Самара 2023

МИНОБРНАУКИ РОССИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Самарский государственный технический университет» (ФГБОУ ВО «СамГТУ»)

Факультет: строительно-технологический

Кафедра «Механизация, автоматизация и энергоснабжение строительства»

УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой МАЭС __________ / ____________/

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

по дисциплине: Идентификация объектов управления

студенту Таджибоев Акрам Акмалжонович

Ф.И.О.


1. Тема: Идентификация зоны охлаждения керамического кирпича в туннельной печи как объекта управления.

---

2. Срок сдачи студентом законченной работы «___» ____________ 2022 г.
3. Перечень вопросов, подлежащих разработке:

3.1. Введение

3.2. Конструкция и принцип работы строительной машины

3.3. Функциональная схема системы автоматического управления строительной машиной 

3.4. Определение объекта управления. Описание физических процессов, протекающих в нем.

3.5. Определение выходных координат объекта управления, управляющих и возмущающих воздействий. Диапазон их изменения с учетом ограничений со стороны технологии.

3.6. Принятые допущения. Разработка расчетной модели объекта управления.

3.7. Математическое описание строительной машины как объекта управления.

3.8. Структурная схема математической модели объекта управления. Линейные и нелинейные звенья структуры.

3.9. Заключение.

3.10. Библиографический список.
4. Перечень графического материала:

4.1. 1 лист формата А1:

а) обобщенная схема технологической линии, в состав которой входит промышленная установка или внешний вид строительной машины / установки / комплекса;

б) функциональная схема САУ;

в) расчетная модель объекта управления;

г) математическое описание объекта управления (в оригиналах и в изображениях по Лапласу);

д) структурная схема математической модели объекта управления.

6. Руководитель курсовой работы _____________ / Назаров М.А. /

Подпись Ф.И.О.
Задание выдано «___» ____________ 2022 г.
Задание принял к исполнению
Студент 4 курса группы М-94 ________________ / Таджибоев А.А./

Подпись Ф.И.О.
Срок выполнения и сдачи отчета «___» ____________ 2022 г.
СОДЕРЖАНИЕ

---

ВВЕДЕНИЕ

Крановое электрооборудование является одним из основных средств комплексной механизации всех отраслей народного хозяйства. Подавляющее большинство грузоподъемных машин изготовляемых отечественной промышленностью, имеет привод основных рабочих механизмов, и поэтому действия этих машин в значительной степени зависит от качественных показателей используемого кранового оборудования. Перемещение грузов, связанное с грузоподъемными операциями, во всех отраслях народного хозяйства, на транспорте и в строительстве осуществляется разнообразными грузоподъемными машинами. Особые условия использования электропривода в грузоподъёмных машинах явились основой для создания специальных серий электрических двигателей и аппаратов кранового исполнения. В настоящее время крановое электрооборудование имеет в своём составе серии крановых электродвигателей переменного и постоянного тока, серии силовых и магнитных контроллеров, командо- контроллеров, кнопочных постов, конечных выключателей, тормозных электромагнитов и электрогидравлических толкателей, пуско- тормозных резисторов и ряд других аппаратов, комплектующих разные крановые электроприводы.

В крановом электроприводе начали довольно широко применять различные системы тиристорного регулирования и дистанционного управления по радио каналу или одному проводу. Сущность автоматизации состоит в том, что производственные процессы, в том числе операции основного технологического процесса производства и связанные с ними погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских (ПРТС) работы выполняются без участия человека (или с минимальным участием человека — в зависимости от степени автоматизации операций) автоматическими машинами и механизмами. В промышленности автоматизируются основные технологические процессы производства продукции и связанные с ними ПРТС работы, как часть комплексной технологии производства. В торговле и на транспорте автоматизируются перегрузочные, комплектовочные, сортировочные операции, транспортировка и складирование грузов, формирование транспортных пакетов и т.д.

1 КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ БАШЕННОГО КРАНА

Башенный кран - это подъемный механизм, используемый для перемещения тяжестей в вертикальном и горизонтальном направлениях на строительных площадках или в портах. Он состоит из мачты (башни) и подъемной стрелы, которая может вращаться вокруг мачты. Верхняя часть стрелы (грузозахватное устройство) служит для подъема и перемещения грузов.

---

Принцип работы башенного крана основывается на использовании электрических или гидравлических механизмов для подъема и перемещения грузов. Для подъема груза используется трос, который пропускается через блок и крепится к грузу. Электрический или гидравлический двигатель поднимает груз, перемещая его вверх и вниз.

Башенные краны обычно устанавливают на месте на некоторое время, но иногда их можно перемещать по площадке на специальных колесах или рельсах. Они имеют большую грузоподъемность и могут поднимать грузы на значительную высоту.

Управление башенным краном осуществляется оператором, который с помощью пульта управления перемещает стрелу и груз. Также управление может осуществляться с помощью специальных программных комплексов, которые позволяют автоматизировать процесс перемещения груза и повышают безопасность работы крана.



Рисунок 1 – Башенный кран

2 ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

В данной работе рассмотрен тележка противовеса, с автоматизированным механизмом передвижения.



Рисунок 2 – Структурная схема механизма перемещения

В качестве устройства обеспечивающего высокую точность работы данного привода, предлагается использовать программируемый контроллер, который кроме возможности осуществления управления данными агрегатом, позволяет программно реализовать почти любой регулятор скорости [2]. Кроме программируемого контроллера в функциональную схему привода входит частотный преобразователь необходимый для управления выходной частотой вращения приводного асинхронного двигателя. Функциональная схема системы управления перемещением противовеса является замкнутой, и работает на разности сигнала от контроллера и датчика скорости. Датчик скорости осуществляет преобразование угловой или линейной скорости исполнительного органа в эквивалентный цифровой код, поступающий в управляющую часть. Тип датчика выбирают исходя из оценки достижимой погрешности позиционирования, импульсных датчиков, с помощью которых можно получить очень высокую точность позиционирования. Таким образом, весьма актуальным является синтез высокоточных систем, которым присуща простота технической реализации. Решение этой задачи основано на структурном синтезе следящих систем в виде многоконтурных систем с одной измеряемой координатой (МСОИК) [3].

---

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ. ОПИСАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ В НЕМ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫХОДНЫХ КООРДИНАТ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ, УПРАВЛЯЮЩИХ И ВОЗМУЩАЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

За объектом управления принимаем технологический процесс механизма перемещения, обобщенную структуру которого изображена в виде блока на рис.3, имеющего два входа – векторы управляющих U и возмущающих H воздействий, так же один выход – вектор Y контролируемых параметров.



Рисунок 3 – Обобщенная структурна технологического процесса механизма перемещения башенного крана

Известно, что в общем случае в процессе перемещения башенного крана может характеризоваться следующими основными параметрами:

Длина базы (L) - это расстояние между передней и задней осью крана:

L = Lf + Lr

где Lf - длина передней оси, Lr - длина задней оси.

Ширина базы (W) - это расстояние между боковыми стенками крана:

W = Wf + Wr

где Wf - ширина передней оси, Wr - ширина задней оси.

Высота кабины управления (H) - это расстояние от земли до кабины управления:

H = Hc + Ht

где Hc - высота кабины управления, Ht - высота башни крана.

Максимальная скорость движения (V) - это максимальная скорость, которую может развить кран при перемещении:

V = Vmax * (P/Pmax)

где Vmax - максимальная скорость крана, P - текущая нагрузка крана, Pmax - максимальная грузоподъемность крана.

Грузоподъемность (W) - это максимальный вес, который может поднять кран:

W = C * L * W * H

где C - коэффициент, зависящий от конструкции крана.

Радиус поворота (R) - это расстояние, которое кран может пройти при повороте на 360 градусов:

R = L / tan(α)

где α - угол между передними и задними осями крана.

Угол поворота (θ) - это угол, на который может повернуться кран относительно оси вращения:

θ = atan(L / 2R)

Габаритные размеры (Hg, Lg, Wg) - это размеры крана в различных положениях и ориентациях:

Hg - высота крана в сложенном состоянии; Lg - длина крана в сложенном состоянии; Wg - ширина крана в сложенном состоянии.

Масса крана (M) - это масса ходовой части крана без груза:

M = Mc + Mt

где Mc - масса кабины управления и механизмов управления, Mt - масса башни крана.

---