Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования




Скачати 93.83 Kb.
НазваРоссийской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Дата конвертації06.09.2013
Розмір93.83 Kb.
ТипЗадача
mir.zavantag.com > Информатика > Задача
Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ КИБЕРНЕТИКИ ИНФОРМАТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра кибернетических систем

Направление 220200 Автоматизация и управление, специальность 220201 Управление и информатика в технических системах
КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ "МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ"

«ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЗАДАЧ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ»
Выполнил

Олейник А. В.

УИТС-10

___________

Проверил:

Ковалёв П. И.

___________


Тюмень 2013

^ ЦЕЛЬ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Целью курсовой работы по дисциплине «Моделирование систем» является осуществление сбора, обработки и систематизации научно-технической информации, применение для этого современных информационных технологий; изучая специальную литературу, проанализировать достижения отечественной и зарубежной науки и техники в области профессиональной деятельности.

ЗАДАНИЕ

Задание курсовой работы по дисциплине «Моделирование систем»: проанализировать технические системы задач электроники и электротехники, теории автоматического управления, построить и исследовать математические модели этих систем.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Часть 1

Задача 1



Часть



Заключение

Перечень использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

Данная курсовая работа состоит из двух частей. Первая часть представляет исследования математических моделей электроники и электротехники, размещённых на сайте Научно-исследовательского института мониторинга качества образования (http://www.i-exam.ru) .

Во второй части курсовой работы анализируется система автоматического регулирования, описанная в методических указаниях к курсовому проекту по дисциплине "Теория автоматического управления"

ЧАСТЬ 1

Задача №1

Условие:

Если частота f=50 Гц , то угловая частота  равна ________ рад/с.
^ Дано:

Значение частоты f= 50 Гц.
Определить:

Угловую частоту
Анализ научных понятий:

Для того чтобы решить данную задачу необходимо усвоить следующие понятия:

  1. Частота колебаний

  2. Угловая частота


Тезаурус:

Частота — физическая величина, характеристика периодического процесса, равная числу полных циклов процесса, совершённых за единицу времени.

^ Угловая частота — скалярная физическая величина, мера частоты вращательного или колебательного движения. Циклическая частота связана с частотой колебаний соотношением 
^ Ответ: ω=2πf= 2*π*50= 314 рад/с
Задача №2

Условие:


Зависимость индуктивного сопротивления от частоты показана под номером …

1) 2) 3) 4)

^ Дано:

Рисунок координатной плоскости с 4-мя кривыми.
Определить:

Под каким вариантом изображена зависимость индуктивного сопротивления от частоты.
^ Анализ условия задачи:

Для того чтобы решить данную задачу студенту необходимо усвоить следующие понятия:

  1. Индуктивное сопротивление.

  2. Зависимость индуктивного сопротивления от частоты


Тезаурус:

Индуктивное сопротивление - это сопротивление проводника, включенного в цепь переменного тока и неимеющего заметного активного сопротивления и емкости, но имеющий заметную индуктивность L.
- индуктивное сопротивление проводника переменному току.

Ответ

Анализируя данную формулу индуктивного сопротивления, используя при этом полученные знания, можно сделать вывод, что зависимость индуктивного сопротивления от частоты линейная. Этому соотвествует прямая 1.
Задача №3

Условие:


Выходной сигнал F=1, если сигналы на входах  и  соответственно равны …
Варианты ответа: 0;1 1;1 0;0 1;0.

Дано:

Рисунок включающий 2 входных сигнала, однин выходной и 2 логических.

Значение выходного сигнала F.

Определить:

Значения входных сигналов, соответствующих сигналу на выходе.
^ Анализ условия задачи:

Для того чтобы решить данную задачу студенту необходимо усвоить следующие понятия:

1) Булева алгебра

2)Логические элементы и их операции
Тезаурус:

Булевой алгеброй называется непустое множество A с двумя бинарными операциями (аналог конъюнкции), (аналог дизъюнкции), унарной операцией (аналог отрицания) и двумя выделенными элементами: 0 (или Ложь) и 1 (или Истина).

^ Логические элементы — устройства, предназначенные для обработки информации в цифровой форме (последовательности сигналов высокого — «1» и низкого — «0» уровней в двоичной логике, последовательность «0», «1» и «2» в троичной логике, последовательности «0», «1», «2», «3», «4», «5», «6», «7», «8» и «9» в десятичной логике). Физически логические элементы могут быть выполнены механическими, электромеханическими (на электромагнитных реле), электронными (на диодах и транзисторах), пневматическими, гидравлическими, оптическими и др.
Решение.

Приведенная схема состоит из двух логических элементов: элемента НЕ и элемента И. На выходе элемента И появится сигнал F=1 , если на оба его входа поданы сигналы «1», то есть x1=1 и x2=0(т.к стоит элемент НЕ)
^ Ответ:

x1=1 и x2=0
Задача №4

Условие:
Для схемы, изображенной на рисунке, верным является уравнение …

Варианты ответа:

 

 

Начало формы

Конец формы
^ Дано:

Схема с обозначенными элементами, узлами, контурами, направлениями токов.
Определить:

Уравнение токов, соответствующей этой схеме.
Анализ условия задачи:

Для того чтобы решить данную задачу студенту необходимо усвоить следующие понятия:

1) 1-ое правило Кирхгофа для узла.

Тезаурус:

Первое правило Кирхгофа (правило токов Кирхгофа) гласит, что алгебраическая сумма токов в каждом узле любой цепи равна нулю. При этом втекающий в узел ток принято считать положительным, а вытекающий — отрицательным:



Иными словами, сколько тока втекает в узел, столько из него и вытекает. Это правило следует из фундаментального закона сохранения заряда.
Решение.

При указанных на схеме направлениях токов уравнение по первому закону Кирхгофа для узла симеет вид:  I2 -  I4 -I5 =0 , где ток I2 взят со знаком «+», так как он направлен к узлу с, а токи I4 и I5 − со знаком «−», так как они направлены от узла с.
Ответ:



ЧАСТЬ 2

ТЕМА 4. Система автоматического регулирования давления пара в котле.
group 2

Рис. 4.1.
Описание системы

Объект регулирования (ОР): паровой котел. Регулируемая величина y: давление пара [Па], измеряемое датчиком с преобразованием в токовый унифицированный сигнал PI (рис. 4.1, поз. а). Регулирующее воздействие (РВ) u: расход топлива с помощью регулирующего вентиля, площадь проходного отверстия которого 2] изменяется электрогидравлическим серводвигателем с линейным выходом EHSL.  Необходимо рассчитать регулятор для автоматического управления серводвигателем и предусмотреть автоматическую регистрацию давления (PIC на рис. 4.1, поз. а)

Функциональная схема такой  системы регулирования с регистрацией (поз. б) включает датчик давления 2, выходной сигнал которого в виде  постоянного тока поступает на входы регистрирующего  прибора 5 и помехозащищенного дифференциатора 6.  Далее сигнал с выхода диффе- ренциатора 6 поступает на  вход регулятора 7 с типовым алгоритмом регулирования (П- или ПИ- ). Регулирующее  воздействие (РВ) отрабатывается серводвигателем 8 и регулирующим вентилем (РВ) 9. Питание всех устройств системы осуществляется от источника 4 и трансформатора 3 (показано пунктиром).

^ Анализ технической системы

Наименование системы: Система автоматического регулирования давления пара в котле.

Область применения: промышленность, отопительные системы.

Назначение системы

Структура системы: Информация о давлении подается на датчик давления с последующим преобразованием в унифицированный токовый сигнал I, который поступает на вход корректирующего фильтра и далее на вход регулятора с типовым алгоритмом регулирования (ПИ). Регулятор формирует сигнал управления u и через серводвигатель и вентель воздействует на расход топлива. Датчик с преобразователем, серводвигатель , фильтр и регулятор питаются от источника , а сам источник и регулятор питаются от трансформатора
Ход работы:

1)При помощи описания системы составим функциональную схему:


По цели управления-система стабилизации.

Регулируемая величина- y, давление пара.

Управляющее воздействие- u, расход топлива.

Сигнал уставки- g.
2)Статическая модель системы:

Энергия q, необходимая для нагрева единицы массы воды с температуры  до  находится по формуле:



где -удельная теплоемкость воды. Во второй части формулы (1) принимается, что удельная теплоемкость при нагревании в указанном диапазоне температур меняется незначительно.
Обозначим за  входной поток воды в аппарат; за  расзод пара из аппарата; m-масса пара в аппарате. Тогда затраты энергии в единицу времени:


где -энергия, необходимая для нагревания  киллограммов воды

где за  обозначена температура парооборазования, за -начальная температура воды. За  обозначена энергия, которая тратиться на перегрев пара (т.е на нагревание от температуры парообразования до температуры T)

Состояние пара в аппарате описывается уравнением идеального газа(Менделеева-Клапейрона)


где P-давление пара в аппарате; V- свободный (от воды) объем аппарата; m- масса пара в аппарате; М-молярная масса пара; R-универсальная газовая постоянная; T- температура пара.
В статике постоянны масса m пара в аппарате, его давление P и температура T , а также постоянны входной М1 и выходной M2 потоки. Тогда расход энергии энергии в единицу времени равен


При этом, температура Т и давление Р пара связаны уравнеиием (5).
Предполагая, что количество энергии, про изводимой печью котла прямо пропорционально расходу топлива, и обозначая за Q максимально возможный поток энергии, производимый печью, можем записать




где за 1 обозначен процент расхода топлива (степень открытия вентиля топливного трубопровода).
Таким образом, в статическом режиме система уравнений (5) - (7) связывает между собой (через температуру Т) две переменные - давление пара в аппарате Р (уравнение (5)) и расход топлива u в процентах).
Подставим (7) и (6) в (5) и выразим давление:


Схожі:

Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconМинистерство образования и науки российской федерации федеральное...
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconРоссийской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное...
Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «байкальский государственный...
Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconЗакон Российской Федерации от 10 июля 1992 г. №3266-1 «Об образовании»
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное...
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconМинистерство образования и науки Российской Федерации федеральное...
А. В. Рагулиной и на основании материалов личных дел студентов 2 курса очной формы обучения
Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconМинистерство образования и науки Российской Федерации федеральное...
О зачете работы в приемной комиссии в 2012 году как прохождение ознакомительной практики
Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconРоссийской Федерации Федеральное Государственное Бюджетное учреждение...
Федеральное Государственное Бюджетное учреждение высшего профессионального образования
Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconРоссийская академия народного хозяйства и государственной службы...
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconМинистерство образования и науки российской федерации федеральное...
...
Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconРоссийской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное...
Направление 220200 Автоматизация и управление, специальность 220201 Управление и информатика в технических системах
Додайте кнопку на своєму сайті:
Школьные материалы


База даних захищена авторським правом © 2013
звернутися до адміністрації
mir.zavantag.com
Головна сторінка