Курсовая: Расчет передаточной функции САР объекта. Регулирование САР. (Winword 2000 & Excel)
Курсовая: Расчет передаточной функции САР объекта. Регулирование САР. (Winword 2000 & Excel)
Введение.
Животноводство — одна из важнейших отраслей сельского хозяйства,
удовлетворяющих потребности населения в продуктах питания, а также
обеспечивающих сырьем различные отрасли промышленности.
Рост производства продуктов животноводства достигается главным образом
за счет повышения продуктивности скота, роста поголовья, эффективного
использования кормов, значительного улучшения условий содержания
животных и их кормления, совершенствования племенной работы, механизации
и автоматизации основных производственных процессов.
Перевод животноводства на промышленную основу, создание крупных
животноводческих комплексов характеризуется значительной концентрацией
большого числа животных в помещении, требует блокировки зданий и
увеличения их вместимости. Это предъявляет особо строгие требования к
созданию оптимального микроклимата, который на современном этапе имеет
первостепенное значение для сохранности и высокой продуктивности
животных при меньших затратах корма на единицу продукции.
На значительной части территории нашей страны длительность периода с
отрицательными температурами составляет 45...70% времени года. Период со
средними суточными температурами - 10°С и ниже длится от 100 дней в
центральной нечерноземной полосе и Западной Сибири до 170...180 дней в
Восточной Сибири. При длительном содержании животных в помещениях без
выгулов в условиях почти полной ограниченности движений создание
оптимального микроклимата приобретает первостепенное значение.
Потенциальная производительность животных из-за неудовлетворительных
зоогигиенических условий нередко используется лишь на 20...30%,
сокращается срок жизни животных. Поэтому создание оптимального
микроклимата в промышленном животноводстве является важнейшим резервом
увеличения производства продуктов высокого качества. Кроме того, оно
имеет и важное значение для продления срока службы зданий и
технологического оборудования, а также для улучшения условий труда
обслуживающего персонала.
На современных животноводческих и птицеводческих фермах, комплексах в
результате внедрения новой, промышленной технологии производства
продукции значительно усложнилось взаимодействие организма животного с
внешней окружающей средой. При большой концентрации животных с
уплотненным их размещением на ферме решающая роль в повышении
резистентности организма, увеличении продуктивности и
воспроизводительных функций животных отводится созданию оптимального
микроклимата.
Воздействие различных факторов окружающей среды на организм животного
проявляется в глубоких и серьезных изменениях физиологических процессов
последнего: кровообращения, дыхания, терморегуляции, газообмена и обмена
веществ, что, в свою очередь, оказывает влияние на резистентность
организма и, естественно, на продуктивность животных. Следовательно,
изменением состава и свойств окружающей среды можно определенным образом
влиять на организм животного, направленно трансформировать его,
добиваясь появления желательных нам условных рефлексов, способствующих
как сохранению здоровья, устойчивости к заболеваниям, так и проявлению
высокой продуктивности.
Оптимальное суммарное значение отдельных факторов — температура,
влажность, скорость движения и газовый состав окружающего воздуха,
наличие пыли и микроорганизмов, уровень радиации, ионизации, а также
освещение, атмосферное давление и прочее - и есть микроклимат.
Микроклимат в животноводческих помещениях зависит от многих условий —
местного (зонального) климата, теплозащитных свойств ограждающих
конструкций здания, уровня воздухообмена, эффективности вентиляции,
состояния канализации, способов уборки и удаления навоза, освещения, а
также от технологии содержания и вида животных, особенностей их
физиологии и обмена веществ, плотности размещения, типа кормления,
способов раздачи кормов и т. д.
Одним из основных факторов, влияющих на физиологическое состояние и
продуктивность животных, является температурно-влажностный режим
помещения.
Благоприятная температура — одно из необходимых условий для нормального
течения обмена веществ в организме животных; нарушение же теплового
режима отрицательно сказывается на проявлении всех жизненных процессов.
При низкой температуре увеличивается теплоотдача тела, вследствие чего
животные усиленно потребляют корм, а при температуре ниже критической
организм не успевает вырабатывать тепло за счет энергии корма, наступает
переохлаждение, возможны простудные заболевания животных и даже смерть.
При температуре выше критической резко уменьшается конвективный
теплообмен организма с окружающей средой, поэтому появляется угроза
перегрева и теплового удара. При нарушении температурных условий
(переохлаждение, перегрев) наблюдается снижение естественной
резистентности и возникновение легочных и желудочно-кишечных
заболеваний. Но резкие колебания температурного режима в течение суток
оказывают более сильное отрицательное воздействие на организм, чем
постоянно повышенная или пониженная температура, причем в первую очередь
это сказывается на молодняке.
У молодняка сельскохозяйственных животных в первые дни жизни защитные
гуморальные факторы развиты слабо, кожа и слизистые оболочки очень
чувствительны к болезнетворным микробам и т. п.
Известно, что у новорожденных поросят нет жировой подкожной прослойки и
шерстного покрова. По сравнению с молодняком других видов животных они
более чувствительны к холоду, так как рождаются с менее совершенной
системой терморегуляции: физическая терморегуляция у них устанавливается
только через 30 дней после рождения (например, при температуре
окружающего воздуха 18...20°С у поросят сразу же после рождения
температура тела снижается на 1,5... 3°С). Первые два месяца поросята
быстро растут, их масса увеличивается в 14... 16 раз, что, естественно,
сопровождается высоким напряжением всех физиологических процессов в
организме. Поэтому поддержание оптимальных температур для новорожденных
поросят — одно из основных условий сохранения приплода зимой. Первые 15
дней в помещении (в зоне нахождения поросят) нужно поддерживать
температуру в пределах 26...30°С — здесь основное место отводится
средствам локального обогрева. Переохлаждение животных также
способствует возникновению инфекционных заболеваний.
Влажность окружающей среды также в значительной степени оказывает
влияние на терморегуляцию организма животного, и в частности на его
теплоотдачу, причем высокая относительная влажность (85% и выше)
отрицательно действует на организм и теплоотдачу как при высоких
температурах окружающей среды, так и при низких.
Повышенная влажность, можно сказать, угнетает обмен веществ и
окислительно-восстановительные процессы в организме, снижает
резистентность животных и птиц. При содержании животных в холодный
период года в помещениях с высокой влажностью часто отмечаются такие
заболевания, как ринит, бронхит, воспаление легких, мастит у коров,
желудочно-кишечные заболевания у молодняка. Высокая влажность
способствует сохранению микроорганизмов в помещении, в том числе
патогенной и грибковой микрофлоры, что часто является причиной
возникновения кожных заболеваний — стригущего лишая, экземы, чесотки и
др.
Кроме того, при высокой влажности и пониженной температуре увеличивается
расход кормов на единицу продукции, у животных ухудшается аппетит,
снижаются привесы и продуктивность. Так, в свинарниках при
удовлетворительном кормлении животных, но при высокой влажности воздуха
(80...100%) и низкой температуре (1...8°С) по сравнению с оптимальными
условиями (влажность воздуха 65...80% и температура 8...42°С) суточные
привесы растущих свиней меньше на 9...28%, а затраты корма составляют
6...12 корм. ед. на 1 кг привеса (вместо 4,5...5,5 корм.ед.); отход
поросят-сосунов и отъемышей по отношению к общему поголовью на 12...28%
выше.
1. Функциональная схема.
QН. В.
g(t (t U
n
t
Сглаживание экспериментальной характеристики по методу скользящего
усреднения.
Обработка S – образная характеристика.
По минимальному значению (( (абсолютной величине) определяем степень m
(1 = f((1...(7) = A17((B17((1-(7)
(2 = f((2...(7) = A27((B27((2-(7)
(( = (1-(2
Полученные значения оформляем в виде таблицы:
m T*7 h(t)=0,1 h(t)=0,2
A17 B17 A27 B27 (1=f((1...7) (2=f((2...7) ((=(1-(2
1 0,831 0,096 11,42 0,228 5,392 109,6 180,3 70,7
2 0,410 0,279 4,586 0,511 2,959 74,5 148,0 73,5
3 0,277 0,439 3,279 0,738 2,355 43,8 121,9 78,1
4 0,210 0,578 2,729 0,932 2,073 16,9 99,8 82,8
5 0,170 0,676 2,421 1,103 1,906 -6,8 80,1
87,0????????????????????????????????????????????????????????????????????
????????????????????????????????????????????????????????
Минимальному значению (( (абсолютной величине) соответствует значение
70,7 соответственно степень m = 1, исходя из этого T0 = T*7(((7-(0) =
0,831((320-180,3) = 116,1
Определяем коэффициент передачи, показывающий во сколько раз входная
величина больше, чем выходная:
Передаточная функция объекта:
Определяем передаточную функцию датчика.
Выбираем датчик температуры в виде термометра сопротивления. Выбор
осуществляем по диапазону измеряемых величин, по условиям работы и по
динамической характеристики. Для этого для начала рассчитываем
постоянную времени датчика ТД.
ТД = 0,2…0,3(ТОБЪЕКТА = (0,2…0,3)(116,1 = 23,2…34,8
Тип датчика: ТСМ – 6114 градуировка 21
Пределы измерения: -50…+100 0С
Показатель тепловой инерции: ТД = 25 сек
R=75,58 при t =100 0С
Число чувствительных элементов: один
Выбор действия регулятора.
Передаточная функция регулирующего органа.
Передаточная функция исполнительного механизма.
Передаточная функция функциональной схемы свинарника – откормочника.
Определение устойчивости САР.
Для определения устойчивости САР, решим разомкнутую передаточную функцию
по критерию Найквиста.
Определяем качество работы САР в установившемся режиме.
g
а = 17 0С
a
t
Определяем показатель качества системы.
t 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 (
Y(t) -8,6 -2,38 -0,9 -0,19 0,23 0,5 0,67 0,79 0,86 0,91 0,94 1,0 1,0
Определяем величину перерегулирования и время регулирования.
WР(РЕГ)
WИМ(РЕГ)
WР(Р.О.)
WР(О.Р.)
WД(РЕГ)
