База задач по автоматизации технологических процессов

Произвести определение фактических оборотов шпинделя станка.

Дано: Вариант №9: Токарно-винторезный станок модели 16К20Т1;

количество ступеней m=24.

Произвести расчёт параметров настройки вертикально-фрезерного станка на фрезерование модульной рейки.

Дано: Вариант №9: m=5,5 мм; t_c=8,5.

Произвести расчёт наладки делительной головки на дифференциальное деление при нарезании зубчатого модульного колеса методом копирования

Дано: Вариант №9: m=5; Z=113.

Произвести расчёт наладки делительной головки на простое деление при нарезании зубчатого модульного колеса методом копирования.

Дано: Вариант №9: m=14; Z=50.

Функциональная схема исследуемой АС приведена на рисунке 1.

Рис. 1. Функциональная схема АС

По заданной функциональной схеме АС в соответствии с вариантом задания построить структурную схему АС с ПИД-регулятором.

Для АС с ПИД – регулятором в соответствии с вариантом задания выполнить, используя Octave:

1. Получить передаточную функцию разомкнутой АС.

2. Получить передаточную функцию замкнутой АС.

3. Построить график переходной функции.

4. Построить график весовой функции.

5. Вычислить показатели качества АС: время регулирования, величину перерегулирования.
6. Оптимизировать значения параметров настройки регулятора и коэффициента усиления корректирующего устройства с помощью команды Octave fmincon, используя в качестве критерия оптимальности время регулирования АС.

Для АС с оптимизированным в п. 6 ПИД-регулятором:

7. Вычислить показатели качества АС: время регулирования, величину перерегулирования.

8. Построить графики переходной функции для системы с оптимальным регулятором и переходной функции с исходными значениями параметров регулятора в одном поле.

9. Построить график весовой функции для системы с оптимальным регулятором.

10. Провести сравнительный анализ качества исходной АС и АС с оптимальным ПИД-регулятором.

 ВАРИАНТ № 2

Передаточные функции элементов АС

где:

k_зу– коэффициент усиления задающего устройства;

k_r1 – коэффициент усиления П-регулятора;

k_r2 – коэффициент усиления И-регулятора;

k_r3 – коэффициент усиления Д-регулятора;

T_r – постоянная времени Д-регулятора;

k_у– коэффициент усиления усилительного устройства;

T_иу – постоянная времени исполнительного устройства;

k_ос– коэффициент усиления корректирующего устройства (ЖОС);

T_и – постоянная времени корректирующего устройства (ИОС);

k_ч– коэффициент усиления чувствительного элемента (датчика);

T_ч – постоянная времени чувствительного элемента (датчика);

k₀ – коэффициент усиления объекта управления;

T₀ – постоянная времени объекта управления;

- коэффициент демпфирования;

b₁, b₀ – постоянные коэффициенты.

Исходные данные для расчетов.

Выбрать параметры последовательных корректирующих устройств.

1. По заданным параметрам неизменяемой части САУ (звенья 1, 2, 3 на рис. 3.1) определить параметры корректирующих устройств исходя из условий:

а) устойчивости системы (обеспечить запас устойчивости по фазе в пределах 40…60 градусов);

б) минимального времени регулирования при отработке ступенчатого задающего воздействия g(t);

в) наибольшего ослабления возмущающего воздействия f(t).

В качестве последовательных корректирующих устройств применить следующие типовые звенья:
− пропорциональное;
− интегрирующее;
− изодромное;
− реальное-форсирующее (k>1, k<1).

2. Рассчитать и построить точные переходные характеристики относительно задающего g(t) и возмущающего f(t) воздействий для всех перечисленных корректирующих устройств с предварительно выбранными параметрами.

3. Дать сравнительную оценку эффективности различных корректирующих устройств последовательного типа.

Для сравнительной оценки необходимо выбрать параметры корректирующих устройств таким образом, чтобы получить приблизительно
одинаковые запасы устойчивости по фазе.

4. Построить статические характеристики.

Рисунок – Структурная схема системы

Раскрыть тему: Особенности монтажа системы автоматизации изготовления асфальтобетонной смеси.

Определить ВБР (вероятность безотказной работы) подшипника качения в заданных условиях эксплуатации. Коэффициенты вариации динамической грузоподъемности и динамической нагрузки V_c и V_p  при решении задачи принять равными  для шариковых подшипников V_c =0,27 ;  V_p =0,12. Исходные данные для расчета представлены в таблице

Наработка узла технологического аппарата имеет логарифмически нормальное распределение с параметрами μ=7,38 и σ =0,68.

Найти вероятность безотказной работы узла, интенсивность и частоту отказов при наработке t = 1000ч

Время работы до отказа серийно выпускаемой детали распределено по нормальному закону с параметрами: т = 1000 час, σ = 250 час. Определить:
    • вероятность того, что деталь проработает безотказно более 1200 часов;
    • вероятность того, что наработка до отказа будет находиться в интервале [m - 3·σ, m+ 3·σ];
    • вероятность того, что безотказно проработав до момента времени 1200 часов, деталь безотказно проработает и до 1500 часов.

Что такое Закон действующих масс?

Определите предельные размеры и отклонения вала и отверстия, допуск на посадку, величины зазоров (натягов). 

Изобразите графическую схему полей допусков посадки и на основе анализа схемы укажите тип посадки (переходная посадка, посадка с гарантированным натягом или зазором).

Исходные данные для расчета: 

D = 120 мм;

TD = 0,2 мм;

Td = 0,08 мм;

S_max = 0,28 мм;

Посадка в системе отверстия.

В соответствии с правилами построения амплитудно-фазовых характеристик для заданного варианта (Таблица 2) построить годограф для системы с передаточной функцией:

Использовать не менее 6-и промежуточных точек, соответствующих частотам ω=₀, ω₁, ω₂, ω₃, ω₄, ∞, заданным в таблице 2. По годографу графически (с помощью линейки) определить модуль комплексного коэффициента усиления:

Таблица 2. Исходные данные

В соответствии с правилами построения амплитудно-фазовых характеристик для заданного варианта (Таблица 1) построить годограф для системы с передаточной функцией:

Использовать не менее 5-и промежуточных точек, соответствующих частотам ω=₀, ω₁, ω₂, ω₃, ∞, заданным в таблице 1. По годографу графически (с помощью линейки) определить модуль комплексного коэффициента усиления:

Таблица 1. Исходные данные

Блок-схема надежности ХТС имеет вид:

Рисунок. Блок-схема надежности

Наработка элементов до отказа имеет экспоненциальное распределение с параметрами:

Определить среднюю наработку до отказа системы Т  и ресурс функционирования системы при условии, что вероятность безотказной работы системы к концу этого срока не должна быть ниже заданного допустимого уровня Р_доп = 0,95

Характеристическое уравнение автоматической системы регулирования имеет вид

С помощью критерия Михайлова определите, будет ли устойчива такая система регулирования.

Возможны два варианта установки корпуса для одновременной обработки поверхностей 1 и 2 на продольно-фрезерном станке (рис.4.25).

Вывести расчетные зависимости погрешности базирования при выполнении размеров А₁, А₂ и А₃ для двух схем установки и определить, какая из них обеспечивает наименьшую разность размеров А₁ и А₂.

Исходные данные:

Объем помещения V = 500 м³;

Qn = 4*104 кДж/ч;

Qотд = 8*10³ кДж/ч;

∆Т = 6 ºК;

Wco = 3,5 г/ч;

Wпыль = 3,5 г/ч.

Определить кратность воздухообмена по избыткам тепла (тепловыделениям) и вредных выделений газа и пыли.

Предполагается, что технологический параметр находится в рабочем диапазоне. Это гарантирует нормальное протекание технологического процесса. Результаты равноточных измерений получены для одной точки рабочего диапазона. Из результатов наблюдений исключены известные систематические погрешности.

 Расход воды на ДНС находится в пределах от 65.00 до 80.00 м3/час. Результаты равноточных измерений следующие:

Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

 2. Определить пределы абсолютной основной погрешности;

 3. Выбрать измерительный прибор. 

Для трехфазного двухобмоточного состояния трансформатора определить.

1. Коэффициент трансформации.

2. Номинальную силу токов в обмотках трансформатора.

3. Силу тока холостого хода.

4. Полное сопротивление ветви намагничивания, коэффициент мощности трансформатора при холостом ходе, активное и индуктивное сопротивление ветви намагничивания.

5. Полное, активное и индуктивное сопротивления короткого замыкания трансформатора, активные и индуктивные сопротивления обмоток трансформатора, считая и

6. Напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора при номинальной нагрузке () и коэффициенте мощности и нагрузки (инд).

7. Значение коэффициента нагрузки , при котором КПД имеет максимальное значение.

8. КПД и построить график зависимости двух значений коэффициента мощности нагрузки: 0,8 (инд) и 1,0.

9. Выбрать правильный ответ на вопросы.

Начальные данные

Тип трансформатора ТМ-1000

Номинальная мощность

Сочетание напряжений – ВН

НН

Схема и группа соединений обмоток У/Д-11

Потери холостого хода

Потери короткого замыкания

Напряжение короткого замыкания

Ток холостого хода

Какое количество заготовок может обработать указанный в задании зенкер до его полного износа при обработке отверстия диаметром D, длиной l в заготовке из заданного материала. Допустимый износ зенкера не должен превышать 0,4·ТD. Обработка ведется на вертикально-сверлильном станке 2Н135. Режим резания установить расчетом – таблица 3.

Для предоставленной пробы из 25 деталей, обработанных при заданной операции, вычислить числовые характеристики случайных размеров деталей, выдвинуть и проверить рабочую гипотезу о предполагаемом законе распределения случайных размеров, установить точность выполнения анализируемой операции механической обработки, установить возможный процент брака деталей при их обработке без подналадки станка.

Таблица 1 – Исходные данные

Перевести десятичные числа 222 и -222 в двоично-десятичную систему счисления. Результат представить в упакованном и неупакованном форматах. 

Загрузить константу 13 в регистр R19. Загрузить константу 22 в регистр R23.  Сложить арифметически без переноса содержимое регистров R19 и R23. Сохранить результат в ячейке с RAM с адресом 0103.