奶粉干燥系统自动控制课程设计汇本.doc

指导教师评定成绩:审定成绩:邮电大学自动化学院自动控制原理课程设计报告设计题目:奶粉干燥系统单位(二级学院):学生:专业:班级:学号:指导教师:设计时间:邮电大学自动化学院制目录一、设计题目及要求 3摘要 4关键词:奶粉干燥;自动控制 4二、设计报告正文 19三设计总结 19四参考文献 20一、。–,分析系统的工作原理,指出被控对象、被控量和给定量,画出系统方框图。,代入相关参数求取系统传递函数。。,使之满足给定性能指标要求。系统在等速斜波信号()的作用下,。开环截止频率,相角裕度,幅值裕度。摘要在奶粉生产过程中,奶粉干燥是一个重要的环节,它直接关系到产品的质量和能源的消耗。本研究通过对奶粉干燥系统的各个参数的分析,根据其各个参数的关系模拟出系统流图。通过对参数围的查询初步确定参数,然后再根据频域分析、时域分析、超前校正以及滞后校正对系统的稳定性进行了分析和校正。保证在其生产工艺不变的情况下,实现干燥参数的调整,达到保证奶粉质量和产量的目的。关键词:奶粉干燥;自动控制;系统框图;Matlab;函数降阶;频域分析;时域分析;超前校正;滞后校正二、–。加工时奶液从高位储奶槽流下,经过滤去掉凝块后进入干燥器。冷空气也进入干燥器。在干燥器中奶液被热空气加热,使水分蒸发,最后随湿空气一起喷出,在重力作用下,空气、奶粉自然分离。为了保证奶粉的质量,要求奶粉湿度要达到一定要求并且相同。故要控制的是奶粉湿度,所以奶粉湿度应该是被控制量,那么奶粉就应该是被控制对象,给定量即为要求奶粉湿度。但是干燥器出口飘飘而下的奶粉湿度不容易实现在线实时检测。如果离线检测,则时间太长,不能及时控制产品质量。研究表明,干燥器出口的气体温度与奶粉质量密切相关,工艺要求出口温度保持恒定,出口温的在线实时测量也较易实现。因此把干燥器出口温度作为被控制量,这样,干燥器就作为被控制对象,根据要求湿度量转换而来的出口温度即为给定量。    进入干燥器的空气温度和奶液流量都对干燥器出口的温度有影响。调节奶液流量将使产量波动,所以不宜采用这个方法。调节进入热交换器的蒸汽流量或温度也可以调节进入干燥器空气的温度。但调节蒸汽,则控制器包括热交换器的时间常数比较大,信号传递滞后比干燥器大得多,系统不易控制。-1中采取的方案是进入干燥器的空气由两部分组成,一部分是经过热器中蒸汽加热的,另一部分是未加热的,且它们的温度都是恒定不变的。通过空气阀门改变这两部分空气的比例就可以改变进入干燥器空气的温度。采用这种方法,控制器的时间常数比较小,响应迅速,操作较灵活。热敏元件测量出干燥器的出口温度反馈到放大器,与给定的希望温度相比较,产生偏差信号。然后经可控硅控制的电动机操纵空气阀门,改变冷热空气的比例,即决定进入干燥器中热空气的温度。:测量元件,给定元件,比较元件,放大元件,执行元件,校正元件。通过奶粉干燥系统的原理图,可分析出其中,热敏元件为测量元件,放大器为放大元件,电机和空气阀门时执行元件。得以下系统框图。 、给定单元给定单元由电位器构成。供电电压对应着给定温度,假定用热敏元件测温传感器,灵敏度为,所以滑动端的输出电压正比于给定温度故给定电压可以直接给出为。2、测温单元温度单元有热敏元件构成,热敏元件的输出端电压的大小正比于所测温度的大小。且灵敏度系数和给定单元一样为。故所测电压为(2-1)3、比较单元比较单元将给定信号与实际信号相比较,得出差值信号,也就是负反馈。该系统是将和串联反极性相连接来实现的。算子式为(2-2)4、放大单元放大单元将差值信号放大,以方便驱动电动机,放大倍数为,没有量纲。故:(2-3)5、可控硅调节器可控硅调解器供出