Базы / Метод.мат-лы АТПиП

Предыдущее

Содержание

Следующее

8. Методика определения передаточной функции объекта по кривой разгона.

8.1. Метод площадей.

В ряде случаев на практике передаточная функция и дифференциальное уравнение объекта бывают неизвестны и для решения задач автоматического регулирования их приходится находить путем обработки экспериментальных данных.

Симою и Стефани разработали метод для определения передаточной функции объекта по его кривой разгона, который получил название «Метод площадей» (или метод Симою). Данный метод основан на предположении, что исследуемый объект может быть описан линейным дифференциальным уравнением с постоянными коэффициентами.

σ- приведенное к единице отклонение регулируемой величины в безразмерном виде;

ϒ - приведенное к единице возмущающее воздействие в безразмерном виде.

Передаточная функция объекта описываемого этим уравнением может быть представлена в следующем виде:

Та же передаточная функция в размерном виде:

- размерность величины.

Практика расчетов показывает, что степень полинома знаменателя не следует брать более трех.

Степень полинома числителя следует выбирать на единицу меньше степени полинома знаменателя.

Если регулируемая величина в начальный момент равна нулю, а первая производная в начальный момент не равна нулю, при этом передаточная функция может иметь вид:

Если же и регулируемая величина в начальный момент равна нулю и первая производная тоже равна нулю, то порядок полинома числителя следует брать на две единицы меньше порядка полинома знаменателя:

Практически в этом случае передаточную функцию можно выбирать более простого вида:

Задача состоит в том, чтобы определить неизвестные коэффициенты полиномов числителя и знаменателя из следующей системы уравнений:

Величины F₁, F₂, F₃ связаны с кривой разгона интегральными соотношениями:

где - относительное время.

В реальных условиях невозможно вычислить эти интегралы, поэтому их значения определяются приближенно по формуле:

При расчетах возможны случаи, когда одна из величин F станет отрицательной, например, F₃<0.

Это будет означать, что коэффициент а3 отрицательный и, значит, САР неустойчива, что противоречит действительности, т.к. при снятии кривой разгона объект работал устойчиво. В этом случае нужно уменьшить не единицу степень полинома знаменателя, а степень полинома числителя увеличить на единицу. Многие промышленные технологические объекты имеют одну из следующих особенностей, влияющих на форму кривой разгона:

• Объект характеризуется отсутствием транспортного запаздывания и наличием самовыравниванием;

• Объект характеризуется отсутствием транспортного запаздывания и самовыравнивания;

• Объект характеризуется наличием транспортного запаздывания и отсутствием или наличием самовыравнивания.

8.2. Пример определения передаточной функции объекта по кривой разгона.

Найдем передаточную функцию объекта. Например, пусть регулируемая величина уровень в емкости Н1_вых (в метрах) в результате приложенного к объекту возмущения в виде изменения расхода жидкости на входе ΔQ2вх (в м3/ч) при t->∞ стремится к конечному значению ΔН1вых(∞) отличному от нуля.

Последовательность расчета следующая:

1. Разбиваем ось времени на отрезки с интервалом Δt = 0.2 исходя из условия того, что на протяжении всего графика выходная функция в пределах 2Δt мало отличается от прямой.

2. Заполним таблицу №1. Для этого находим значения ΔХвых (в данном случае изменение уровня) в конце каждого интервала Δt.

где ΔХвых (∞)= 0.41

Таблица 1
t	ΔХвых	σ(t)	1-σ(t)
0	...	...	...	...
0.2	...	...	...	...
...	...	...	...	...
...	...	...	...	...
3	0.41	1	.	0.55
			Σ=10.18

Таким образом, функция приведена к безразмерному виду.

Тип передаточной функции можно определить, построив график зависимости F(t) = σ(t).

По виду графика определим тип передаточной функции в безразмерном виде:

Задача состоит в том, чтобы определить неизвестные коэффициенты полиномов знаменателя. Определим площади F1 , F2 , F3 для нахождения неизвестных коэффициентов.

3. Перестраиваем функцию 1- σ в другом масштабе времени (за независимую переменную примем переменную Θ).

Заполняем таблицу №2 и находим коэффициент F₂, F₃.

Таблица 2
Θ	1-σ	1-Θ
0	...	...	...	...	...
0.1	...	...	...	...	...
...	...	...	...	...	...
...	...	...	...	...	...
1.6	0	-0.6	0	-0.92	0
			Σ=4.917		Σ=1.498

4. Записываем окончательное выражение исследуемого объекта в размерном виде.

a₁=F₁; a₂=F₂; а₃=F₃.

начало страницы

Предыдущее

Содержание

Следующее

1. Методические основы организации курсового проекта

Одной из составных частей учебного процесса является написание и защита студентами курсовых работ и проектов. Написание курсового проекта является заключительным этапом изучения дисциплины и имеет целью углубленное изучение избранной для курсового проекта темы, повышение уровня знаний и практических навыков. Курсовая работа (проект) – это самостоятельная письменная работа учебно-исследовательского характера (теоретическая и опытно-экспериментальная), которая предоставляется студентам по определенной теме курса.

Курсовой проект выполняется студентами по реальным объектам по одной из рекомендуемых тем. Тема проекта должна быть актуальна как для теоретической подготовки студента, так и для его будущей профессиональной деятельности.

В процессе выполнения курсового проекта студент более углубленно изучает технологические объекты НГДП, прогрессивные технологии подготовки и переработки нефти и газа, современные автоматизированные системы контроля и управления технологическими процессами, архитектуру комплекса технических средств, достижения информационных технологий; делает информационно-аналитический обзор технической документации; приобретает навыки техники чтения и проектирования структурных, функциональных и принципиальных схем автоматизации.

Учебным планом по дисциплине «Автоматизация технологических процессов и производств» предусмотрено вы¬полнение курсового проекта. При этом необходима соответствующая методическая поддержка для обес¬печения унифицированного оформления проекта с учетом особенностей изучаемой дис¬циплины.

Настоящие методические указания разработаны для студентов АГНИ, факультета энергетики и автоматики и очно-заочного факультета, специальности 220301.65 «Автоматизация технологических процессов и производств» и содержат основные организационные принципы проведения и выполнения курсового проекта. Приведены общие требования к офор¬млению курсового проекта, её отдельных разделов, порядок представления и защиты. В приложении приведена также примерная тематика курсовых проектов по дисцип¬лине «Автоматизация технологических процессов и производств».

Целями курсового проектирования являются:

• систематизация, закрепление и расширение теоретических и практических знаний, полученных по данной дисциплине

• усвоение методов и принципов расчета, проектирования;

• развитие навыков по приложению теоретических знаний к решению конкретных задач;

• закрепление навыков работы на ЭВМ, а также навыков пользования специальной и справочной литературой, ГОСТами и т д.

В процессе выполнения курсового проекта у студентов формируются следующие навыки:

• самостоятельная работа с тематической литературой и технической документацией

• практическое овладение программными средствами, применяемыми при организации деятельности предприятий нефтяной и газовой промышленности;

• анализа возможностей современных программных средств с целью расширения их практического применения для решения возникающих пользовательских задач и т.д.

Выполнение курсового проекта является важнейшим дополнением к теоретическому изучению дисциплины, мобилизует студентов на активную самостоятельную работу. Работа должна быть написана грамотно, с правильно оформленным титульным листом, оглавлением, списком литературы и графической частью, которая выполняется в соответствии с требованиями, предъявляемыми к чертежным работам. Листы пояснительной записки обводятся стандартной рамкой. Печать производится с одной стороны листа.

В начале учебного семестра выдается задание на проектирование (стандартный бланк приведен в приложении № 1). При выполнении курсового проекта по дисциплине «Автоматизация технологических процессов и производств» в качестве исходных данных применяются оперативные листы технологических параметров, функциональные схемы автоматизации и техническая документация, изученные при прохождении производственной практики. В задании оговаривается полное содержание расчетно-пояснительной записки, графической части, литература.

Содержание проекта должно строго соответствовать выданному заданию. Перед началом работы преподаватель проводит вводную лекцию, в которой знакомит с организацией работы, основными требованиями, тематикой, с графиком консультаций и настоящими методическими указаниями.

Все студенты обязаны посещать консультации и отчитываться о проделанной работе. Руководителем ведется журнал текущей работы студентов. К студентам, нерегулярно посещающим консультации и не представившим отчет, кафедрой принимаются дисциплинарные меры.

Предыдущее

Содержание

Следующее

2. Методические рекомендации по оформлению курсового проекта

Курсовой проект по дисциплине: «Автоматизация технологических процессов и производств» выполняется в соответствии с учебным планом студентами 4-го курса специальности 220301.65 «Автоматизация технологических процессов и производств» очной и очно-заочной формы обучения. Оформление курсового проекта должно быть проведено с учетом требований и рекомендаций, изложенных в данном методическом указании.

2.1. Общее положения

2.1.1. Курсовой проект представляет собой результат раз¬работки определенной темы на основе проработки учебной и научно-технической литературы, справочников, технической документации и других источников, содержащий элементы анализа текущего состоя¬ния и перспектив развития рассматриваемых объектов (процессов) изучения, оформленный в соответствии с предъявляемыми требованиями..

2.1.2. Последовательность подготовки и выполнения курсового проекта долж¬на осуществляться в следующем порядке:

• выбор и согласование темы с преподавателем;

• подбор соответствующего информационного материала (литературных источников, технической документации и т.д.) и его изучение;

• изучение развернутого плана работы или листа задания;

• выполнение работы, согласно с полученным заданием;

• оформление работы;

• защита курсового проекта.

2.1.3. При изучении литературы и других источников по выбранной теме ис¬пользуется не вся информация, в ней заключенная, а только та, которая имеет непос¬редственное отношение к теме и содержанию курсового проекта.

2.1.4. При работе с информацией по теме работы не следует ограничиваться изложением усвоенного материала. Целесообразно также изложить свой взгляд, свое аргументированное мнение по рассматриваемому кругу вопросов, сделать соответствующие выводы.

2.1.5. Не допускается представление в виде курсового проекта печатных копий электронных изданий. В случае установления этого факта работа не допускается к защите и возвращается на доработку.

2.1.6. Не допускается представление курсового проекта в виде печатных копий электронных изданий и распечаток разделов справочных систем или технической документации.

2.1.7. Курсовой проект не должен содержать помарок, исправлений, пятен, трещин и загибов. Печатная работа не должна содержать рукописных исправлений и дополнений. Небрежно оформленные курсовые проекты и работы, содержащие явные грамматические ошибки, к защите не принимаются.

2.1.8. Курсовой проект сдается на рецензию преподавателю не позднее, чем за неделю до ее защиты. На основании рецензии решается вопрос о допуске его к защите.

2.1.9. К защите курсового проекта студент готовит доклад, длительность кото¬рого составляет не более 10 минут, и иллюстративный материал к нему (рисунки, таблицы, схемы и т.д.). В докладе необходимо отразить актуальность темы, цель и предмет исследования, представить результаты в обобщенном виде, указать их значимость.

2.1.10. Защита курсового проекта, связанного с использованием программного средства, проводится с демонстрацией его работы на примере.

2.1.11. Текущий контроль выполнения курсового проекта осуществляет преподаватель и предусматривает оценку необходимых видов деятельности студента, распределяя их на следующие текущие аттестации.

№ аттестации	Виды деятельности студента при выполнении курсового проекта	Баллы
1.	Постановка задачи, анализ задания, сформулированного в виде технической потребности и всех имеющихся исходных данных для его выполнения и определение недостающих показателей.	5-10
2.	Выбор расчетных методик и формул для решения поставленных задач и обоснование принятых допущений. Решение поставленной экспериментальной и теоретической задачи.	10-20
3.	Анализ полученного решения и его качественная оценка.	15-20
4.	Итого: суммарная оценка за выполнение указанных процедур	30-50
5.	Защита курсового проекта включает следующие позиции: Качество выполнения чертежей и иллюстраций Качество анализа используемой литературы Полнота и качество выполненной работы Использование современных ИТ Умение студента ориентироваться в теоретическом материале работы и доходчиво ее изложить	25-50
	ИТОГО:	55-100

Примечание:

оценка 55-70 баллов – 3 (удовлетворительно);

71 – 85 баллов – 4 (хорошо);

86 – 100 баллов – 5 (отлично).

За несвоевременное выполнение курсового проекта штрафной балл - до 20.

2.2. Общие правила оформления

2.2.1. Курсовой проект оформляется в одном экземпляре на листах белой бу¬маги формата А4. Материал работы излагается на одной стороне листа. Работа мо¬жет быть оформлена в рукописном или машинописном вариантах. Работа скрепляется по левой стороне листов в виде брошюры.

2.2.2. Рекомендуемый объем курсового проекта по количеству знаков должен соответствовать объему не менее 30-35 страниц стандартного машинописного текста формата А4.

2.2.3. Текст курсового проекта оформляется с соблюдением следующих разме¬ров полей страниц: слева 25 мм, справа 15 мм, сверху 10 мм, снизу 20 мм.

2.2.4. Для машинописного варианта оформления курсового проекта желательно использование шрифта типа Times New Roman, размер– 14; межстрочный интервал 1,5.

2.2.5. Рекомендуется в содержание составных частей курсового проекта вклю¬чать материал по следующим вопросам:

1. Введение (обоснование актуальности темы, формулировка целей и задач работы, краткое описание структуры работы).

2. Первая глава (обзор информационных источников, технологическая и техническая часть).

3. Вторая глава (теоретическая, аналитическая – экспериментальная, расчетная и проектная части).

4. Заключение (перспективы, рекомендации, выводы по итогам выполненной работы).

5. Библиографический список (авторы, название, издательство, год, количе¬ство страниц).

6. Приложения (нумеруются по порядку, начиная с цифры 1, при этом знак номера № не ставится). Если приложение единственное, оно не нумеруется.

2.2.6. После каждого из разделов (глав) основной части необходимо изложить свой взгляд, свое аргументированное мнение по поводу рассматриваемых в данном разделе (главе) вопросов, сделать краткие, но четкие и обоснованные выводы, пояснения.

2.2.7. Допускается объединение нескольких глав в одну главу. Каждая из глав разделяется на части (разделы, подразделы, пункты, подпункты), которые нумеруются арабскими цифрами. Порядок нумерации следует проводить в соответствии с ГОСТ 1.5 – 85, согласно которому номер каждой части включает в себя номера соответствующих составных частей более высоких ступеней деления. Все они разделяются точками, и в конце номера ставится точка, после которой размещается наименование в соответствии с сущностью курсового проекта.

2.2.8. Оглавление (содержание, план) курсового проекта излагается отдельно, начиная со 2-го листа, с указанием номеров разделов (глав) и подразделов (параграфов), а также страниц, на которых они начинаются.

2.2.9. В содержании номера разделам "Введение", "Заключение", "Библиографический список" и "Приложения" не присваиваются.

2.2.10. Каждый новый раздел (глава) курсового проекта должен начинаться с но¬вой страницы. Подразделы (параграфы) продолжают начатую страницу, их заголовки нельзя отрывать от остального текста при разделении страниц.

2.2.11. Заголовки разделов и подразделов в оглавлении и в тексте пишутся без переноса слов и в конце заголовков точки не ставятся.

2.2.12. Таблицы и рисунки в курсовом проекте оформляются в соответствии с п.3.3 данных методических указаний.

2.2.13. Все заимствованные цитаты и фрагменты использованных работ должны иметь ссылки на источник информации. Ссылки должны помечаться после при¬веденной цитаты указанием в квадратных скобках номера источника по Библиографическому списку.

2.2.14. Номера источников в Библиографическом списке присваиваются по порядку первого упоминания в тексте, ссылки на неопубликованные работы допускаются, например, на конспекты лекций по изучаемой дисциплине.

2.2.15. Описание программных средств следует представить в виде словесного описания соответствующих элементов программного продукта с обязательным представлением снимков с экрана.

2.2.16. Материал, раскрывающий теоретический вопрос, необходимо представлять в обзорно-реферативной форме с использованием учебной и научно-технической литературы последних лет. При этом должен быть приведен анализ текущего состояния и перспектив развития объекта рассмотрения.

2.2.17. Теоретическая часть работы должна содержать материал, являющийся результатом творческой переработки информации из литературных источников по данному вопросу, т.е. не допускается чисто механическое заимствование материала из одного или нескольких источников. Не следует приводить большое число общих положений, повторяющихся расчетов, не нужно полностью переписывать содержание технических документации, инструкций и статей. В расчетно-пояснительной записке должны быть изложены собственные решения, расчеты, анализ полученных результатов и выводы.

2.2.18. Курсовой проект завершается Библиографическим списком (списком используемой литературы), личной подписью и датой выполнения на листе задания.

2.2.19. Страницы текста курсового проекта должны быть нумерованы. Номера страниц ставятся в нижней части, выровненными по правой стороне.

2.2.20. Оформление титульного листа должно быть в соответствии с образцом, представленным в Приложении 2.

3. Оформление составных частей курсового проекта

3.1. Представление текстового материала

Текстовый материал курсового проекта может быть весьма разнообразным. К нему относят элементы текста, которые требуют при оформлении знания особых технико-орфографических правил (элементы композиции и публикации, сокращения, пункты отдельных правил и т.п.). Ниже приводится ряд правил, учет которых позволит повысить качество оформления работы.

3.1.1. В качестве основного шрифта печатного варианта курсового проекта должен использоваться шрифт Times New Roman 14-го размера, межстрочный интервал - полуторный.

3.1.2. В тексте необходимо выделить абзацы. Логическая целостность высказывания, присущая абзацу, облегчает восприятие текста.

3.1.3. Первую строку абзаца необходимо начать с абзац - отступа вправо (с красной строки). Для машинописного текста отступ берется равным 1 см.

3.1.4. Деление текста на структурные части (главы и параграфы) нельзя про¬водить путем чисто механического расчленения. Каждая из структурных частей должна представлять собой относительно законченный фрагмент, либо содержать решение одной из поставленных задач или разработку одного из рассматриваемых вопросов.

3.1.5. Заголовки глав и параграфов работы должны точно отражать содержание относящего к ним текста. Нельзя включать в заголовки сокращенные слова и аббревиатуры, а также любые виды формул.

3.1.6. В тексте допускается использование общепринятых сокращений и буквенных аббревиатур, вводимых автором. При этом первое упоминание таких аббревиатур указывается в круглых скобках после полного наименования, в дальнейшем они употребляются в тексте без расшифровки.

3.1.7. Ссылки в тексте на номер рисунка, таблицы, страницы, главы пишут сокращенно без значка "№", например: рис. 3, табл. 4, с. 15, гл. 2.

3.2. Представление табличного материала

3.2.1 Таблица является наиболее рациональной и удобной формой представления числового материала. Поэтому рекомендуется применять их при выполнении курсового проекта. Они должны оформляться единообразно, в соответствии с требованиями данных методических указаний.

3.2.2. Обязательные элементы таблицы и порядок их графического располо¬жения определяются ГОСТ 1.5-85 (табл.1).

Таблица 1

(номер) Тематический заголовок (необязательный элемент)

Заголовок	Заголовки граф
	Подзаголовки граф			Подзаголовки граф
Основная часть	Строки (горизонтальные ряды)

3.2.3. Все таблицы в тексте, в том числе и в приложениях, нумеруются сквозной нумерацией арабскими цифрами. Если таблица единственная, то слово "таблица" не пишется и, следовательно, нумерация не проставляется.

3.2.4. Таблица может иметь заголовок, который кратко, но точно отражает ее содержание. Он пишется над таблицей посередине с прописной буквы. В конце заголовка точка не ставится.

3.2.5. Таблица размещается сразу под текстом, где она впервые упоминается, либо на следующей странице, если она не помещается по размеру на оставшейся части данной страницы.

3.2.6. Если таблица большая и ее строки или графы не помещаются на форма¬те страницы или она переносится на другую страницу, то ее можно разделять на части, которые размещаются одна под другой. Над каждой последующей частью пишется "Продолжение таблицы...", повторяется ее заголовок, а при необходимости и заголовки строк.

3.2.7. Заголовки граф и строк пишутся с прописной буквы, подзаголовки граф - строчными, если они служат продолжением заголовка, и с прописной буквы, если они имеют самостоятельные значения (табл. 2, 3).

Таблица 2
Выполняемые функции	Варианты представления информации
	по месту	по месту

Таблица 3
Наименование используемого КТС	Скважины с ШГН		Скважины с ЭЦН
	Тип	Характеристика	Тип	Характеристика

3.2.8. В конце заголовка и подзаголовка таблицы точка не ставится. Заголовки граф формулируются в единственном числе и в именительном падеже.

3.2.9. Разделять заголовки графы диагональными линиями не допускается.

3.2.10. Числовые значения показателя должны проставляться на уровне последней строки наименования показателя. В том случае, когда значение показателя раскрывается в виде текста, запись должна начинаться на уровне первой строки наименования показателя. При отсутствии данных в таблице ставится прочерк.

3.2.11. Повторяющиеся числа, математические записи заменять кавычками не разрешается.

3.2.12. Если повторяющийся текст состоит из двух или более слов, при первом повторении пишутся слова "то же" и далее ставятся кавычки (табл. 4).

Таблица 4
Состав сооружений	Обозначение оборудования, шифр
Сепаратор 1 ступени сепарации С-1	Сепаратор нефтегазовый НГС1-0.6-2000-1-Т
Сепаратор 1 ступени сепарации С-2	То же
Сепаратор 2 ступени сепарации С-3	То же

3.3. Представление иллюстративного материала

3.3.1. Иллюстративный материал курсового проекта может включать следующие основные виды рисунков: снимки с экрана, структурные схемы, блок-схемы, диаграммы и графики.

3.3.1.1. График - это чертеж, на котором при помощи условных геометрических фигур (линий, точек и др.) изображаются числовые данные, в результате чего достигается выразительность, наглядность и воспринимаемость материала. Графический метод является продолжением табличного метода.

3.3.1.2. График должен содержать обозначения осей координат с указанием масштаба и единиц измерения.

Масштаб графика - это мера перевода численной величины в графическую (например, 1 см. соответствует 100 мсек.). Для графических построений в курсовом проекте достаточно выбрать равномерную шкалу, т.е. когда равным графическим отрезкам соответствуют равные числовые величины.

3.3.1.3.Шкала, по которой отсчитываются уровни изучаемых показателей, как правило, начинается с 0. При построении графика допускается разрыв масштабной шкалы (осей координат), если используемые данные имеют значение лишь в определенных пределах.

3.3.2. Снимки с экрана персонального компьютера получаются посредством нажатия кнопки Print_Screen для снятия всего экрана или комбинацией клавиш Alt + Print_Screen для активного окна. Снятие снимков с экрана ПК возможно при помощи специализированных программных средств: ScreenCam, Snagit, Hypercam и др.

3.3.3. Рисунок должен иметь заголовок. В начале заголовка пишется "Рис.", затем проставляется номер и текст заголовка, который в четкой форме поясняет основное содержание иллюстрации. Если детали рисунка обозначены цифрами, эти цифры выносят в заголовок, сопровождая их комментариями.

3.3.4. Все рисунки в тексте, в том числе и в приложениях, нумеруются сквозной нумерацией арабскими цифрами. Если рисунок единственный, то нумерация не проставляется.

3.3.5. Заголовок рисунка ставится внизу под рисунком. В конце заголовка точка не ставится.

3.3.6. Рисунок размещается в тексте на странице, где он впервые упоминается, либо (если он занимает всю страницу или несколько страниц) на странице, следующей за первым упоминанием.

3.3.7. Упоминание о рисунке указывается в круглых скобках. Первое упоминание оформляется в виде "(рис. N)". Все последующие - в виде "(см. рис.N)". Здесь N - порядковый номер без знака "№".