Päällystyslinjan suulakepuristimen mallintaminen ja säätö

Abstract

Työssä kehitettiin laboratoriomittakaavaiselle suulakepuristimelle kokeellinen taajuustasomalli, jonka struktuuri valittiin alustavien kokeiden perusteella. Mallin parametrit identifioitiin tekemällä askelmaisia muutoksia prosessin ohjaussuureisiin ja sovittamalla saatuihin vasteisiin siirtofunktiot. Mallin yksinkertaistamisen jälkeen päädyttiin lineaariseen monimuuttujamalliin, joka on muoto y(s) = G(s)u(s), y(s), u(s) R3x1, G(s) R3x3, jossa y(s) = prosessin ulostulo, u(s) = prosessin ohjaus, G(s) = siirtofunktiomatriisi. Prosessi sisältää merkittäviä epälineaarisuuksia, joiden takia mallin parametrit identifioitiin useassa eri toimintapisteessä. Mallin avulla tutkittiin ristikkäisvaikutusten suuruutta. Ne osoittautuivat verrattain pieniksi. Tämän pohjalta kehitettiin suulakepuristimelle kolmesta PI-säätöpiiristä koostuva säätöjärjestelmä. Säätöjärjestelmän hyvyyttä testattiin ensin simuloimalla. Näin määrättiin säätäjien parametreille ohjearvot. Tarkastelua jatkettiin suulakepuristimella tehdyillä kokeilla, joissa säätöjärjestelmä toimi erittäin hyvin. Epälineaarisuudet otettiin huomioon taulukoimalla säätäjien parametrit toisaalta käytetyn ruuvin pyörimisnopeusalueen ja toisaalta sen mukaan lämmitetäänkö vai jäähdytetäänkö prosessia. Tuloksena saatiin säätöjärjestelmä suulakepuristimen tuoton ja massan lämpötilan säätämiseksi. /Kir09