ВКР: Лабораторный стенд-регулятор

РЕФЕРАТ


Пояснительная записка 85 стр., 59 рис., 3 табл., 17 ист..
УПРАВЛЕНИЕ ДВИГАТЕЛЕМ, МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ, ПИД-РЕГУЛЯТОР, MATLAB, MICROMASTER 440, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, АВТОМАТИЗАЦИЯ
Объект исследования (разработки): системы управления асинхронными моторами с использованием преобразователей частоты и ПИД-регуляторов
Цель работы – создание математической модели системы поддержания постоянства потока воздуха и практическая её реализация с использованием преобразователя частоты и вентилятора.
В данной работе рассматриваются методы и подходы к управлению асинхронными двигателями с помощью ПИД-регуляторов через преобразователи частоты. Используя программное обеспечение Matlab и оборудование Micromaster 440, была разработана модель системы управления вентилятором для обеспечения стабильного потока воздуха. Эксперименты проводились на реальном оборудовании, после чего математическая модель была скорректирована с учетом полученных данных. Сравнение результатов моделирования в Simulinkс фактическими результатами в лаборатории показало, что контрольная система и результаты моделирования в основном совпадают.


СОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ
1. ЧАСТОТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ: ЭФФЕКТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В СОВРЕМЕННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
1.1. Частотный преобразователь и его определение
1.2.Преимущества преобразователей частоты в современной промышленности
1.3. Принцип работы частотного преобразователя
2. ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИССЛЕДУЕМОЙ СИСТЕМЫ
2.1. Основные компоненты системы разработки симуляторов (ПИ-регулятор и ПИД-регулятор)
2.2. Разработка модели электродвигателя в Matlab
2.3. Изменение модели по результатам эксперимента
3. СБОРКА И НАСТРОЙКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ С РЕЗУЛЬТАТАМИ МОДЕЛИРОВАНИЯ
3.1. Основное оборудование стенда
3.1.1. Micromaster 440
3.1.2. Вентилятор радиальный
3.1.3. Датчик угла
3.2. Программное обеспечение для настройки системы
3.3. Принцип работы и настройка системы
3.3.1. Настройка Micromaster 440
3.4. Настройка SIMOTION SCOUT
3.5. Сравнение процессов в модели и на реальном объекте
4. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
4.1. Заземляющая защита
4.2. Защита от проникновения посторонних предметов и жидкостей
4.3. Согласование электрического оборудования и защитных мер предосторожности в электрических установках
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


ВВЕДЕНИЕ


Частотные преобразователи сегодня активно используются в промышленности для управления электродвигателями, что позволяет значительно улучшить энергоэффективность и производительность оборудования. Они предоставляют возможность точного контроля скорости и мощности моторов, что критически важно во многих секторах промышленного производства. Целью данной работы является создание математической модели системы, которая будет поддерживать постоянный поток воздуха, а также её практическая реализация с использованием преобразователя частоты и вентилятора. Данная система предназначена для того, чтобы обеспечить стабильность и надежность процессов, связанных с вентиляцией и другими применениями, где требуется контроль потока воздуха.
В работе представлены различные методы и подходы к управлению асинхронными двигателями с помощью ПИД-регуляторов, используемых в частотных преобразователях. Эти методы включают анализ параметров управления, таких как коэффициенты усиления и времени реакции регуляторов, которые необходимы для оптимизации работы системы. Разработка модели проведена в программной среде Matlab, что позволило использовать мощные инструменты для моделирования и тестирования системы перед её внедрением на реальном оборудовании. В результате была получена модель, которая позволяет эффективно имитировать реальные процессы и проводить испытания различных сценариев работы системы, что обеспечивает высокий уровень подготовки к практическому внедрению.