3.1 Экспериментальная модель закалки изделия

Технологический процесс обжига делится на четыре основные зоны:

1. Зона предварительного нагрева;

2. Зона закалки;

3. Зона отпуска;

4. Зона охлаждения.

Рисунок 3.3-Типовая характеристика процесса закалки изделия.

1. Зона предварительного нагрева

Зона предварительного нагрева делится на два участка:

1. Участок предварительного нагрева изделия

Согласно ТП нужно поднять температуру до 850 ±5^°С.

В общем случае передаточная функция выглядит следующим образом:

W_I = W_з.з.· W_и.з (3.4)

W₁ (p) = e^-τp · К_I / (1 + T_I p) (3.5)

Для графической обработки данных через точку а, которая находится приблизительно на уровне 425⁰С (850 /2) проводим касательную асимптоту рисунке 3.4.

^оС Т _I

850

а α Δ t

20

τ t

t _рег

Рисунок 3.4-Апериодического порядка.

2. Участок нагрева изделия

Согласно ТП нужно выдержать 4 минуты при температуре 850 ± 5˚С. Участок диаграммы, соответствующий данному режиму, может быть представлен пропорциональным звеном, где выходная величина в любой момент времени пропорциональна входной.

у (t) = Kx (t). (3.6)

Передаточная функция звена:

W_IV (p) = y (p)/x (p) = K_II (3.7)

^оС

850

K_II

18

0T_II t

Рисунок 3.5-Типовая переходная характеристика пропорционального звена.

2. Зона закалки изделия

Зона закалки изделия делится на два участка:

1. Участок предварительной закалки изделия

Согласно ТП закалки изделия осуществляется за счет масла.

Темп закалки не должен превышать 200˚С. Температуру изделия довести до 250÷5˚С.

На данном участке объект управления представлен инерционным звеном.

Дифференциальное уравнение имеет вид:

T· ∂x/∂t +y = T· ∂x/∂t (3.8)

Передаточная функция:

W_II (p) = К _III / (T_IIIp + 1) (3.9)

Типовая переходная характеристика представлена на рис.

^оС

850 α_III

250

0 T_III t

Рисунок 3.6-Типовая переходная характеристика реального

дифференцирующего звена.

2. Участок закалки изделия

Согласно ТП нужно выдержать 4 минуты при температуре 250 ± 5˚С. Участок диаграммы, соответствующий данному режиму, может быть представлен пропорциональным звеном, где выходная величина в любой момент времени пропорциональна входной.

у (t) = Kx (t). (3.10)

Передаточная функция звена:

W_IV (p) = y (p)/x (p) = K_IV (3.11)

^оС

250

K_IV

18

0T_IV t

Рисунок 3.7-Типовая переходная характеристика пропорционального звена.

3. Зона отпуска изделия

Зона предварительного нагрева делится на два участка: