Главная / Образцы дипломных работ

Анализ разрабатываемой информационной системы

Внимание: Акция! Курсовая работа, Реферат или Отчет по практике за 10 рублей!
Только в текущем месяце у Вас есть шанс получить курсовую работу, реферат или отчет по практике за 10 рублей по вашим требованиям и методичке!
Все, что необходимо - это закрепить заявку (внести аванс) за консультацию по написанию предстоящей дипломной работе, ВКР или магистерской диссертации.
Нет ничего страшного, если дипломная работа, магистерская диссертация или диплом ВКР будет защищаться не в этом году.
Вы можете оформить заявку в рамках акции уже сегодня и как только получите задание на дипломную работу, сообщить нам об этом. Оплаченная сумма будет заморожена на необходимый вам период.
В бланке заказа в поле "Дополнительная информация" следует указать "Курсовая, реферат или отчет за 10 рублей"
Не упустите шанс сэкономить несколько тысяч рублей!
Подробности у специалистов нашей компании.

Код работы:	W007532
Тема:	Анализ разрабатываемой информационной системы

Содержание

Постановка задачи:

1. проанализировать нескорректированную систему:

1.1. Составление математической модели системы автоматического регулирования уровня конденсата в конденсатосборнике паровой турбины.

1.2. Определение передаточной функции замкнутой системы, при отсутствии КУ.

1.3. Проведение анализа устойчивости системы.

2. Синтез корректирующего устройства:

2.1. Определение эталонного переходного процесса.

2.2. Определение передаточной функции замкнутой цепи с учетом КУ.

2.4. Проведение синтеза регулятора в частотной области.

3. Разработка программного продукта моделирования процесса управления системой автоматического регулирования уровня конденсата в конденсатосборнике паровой турбины.

3.1. Анализ разрабатываемой информационной системы.

3.2. Выбор языка программирования.

3.3. Экономическое обоснование разрабатываемого программного продукта.

3.3. Описание принципа разработки приложения.

4. Создание системы обучения по управлению системой автоматического регулирования уровня конденсата в конденсатосборнике паровой турбины.

4.1. Цели и методы создания системы обучения на основе разработанного программного продукта процесса моделирования.

4.2. Содержание созданной системы обучения на примере разработанных лабораторных работ.

Технологии и оборудование

1. Персональный компьютер Intel(R) Core(TM) i5,4 Гб. ОЗУ;

2. Операционная система WINDOWS 7;

3. Математический пакет MATLAB Version 9.

4. Программный пакет Maple.

5. Программный пакет Microsoft Visual Studio 2017.

Глава 1. Анализ нескорректированной системы

1. Математическая модель системы автоматического регулирования

Регулирование уровня конденсата в конденсатосборнике паровой турбины предназначено для поддержания заданного значения уровня конденсата и производится путем изменения расхода конденсата через регулирующий клапан (РКУ), установленный на трубопроводе подачи конденсата из нагнетательной линии конденсатных насосов в конденсатосборник.

Рис. 1. Принципиальная схема конденсатосборника, как объекта управления

Принципиальная схема САР уровня конденсата в конденсатосборнике приведена рис. 1. В данную схему вошли: конденсатосборник (КСБ), конденсатные электронасосы (КЭН), трубопровод слива конденсата из воздушного конденсатора (ВК) в КСБ (ТВК); регулирующий клапан РКУ с первым и вторым проходным сечениями и электроприводом, датчик уровня конденсата в конденсатосборнике и регулятор уровня конденсата (РУКС).

Коротко остановимся на функциональных характеристиках объекта управления САР.

Конденсатосборник предназначен для сбора всего образовавшегося в трубопроводах и оборудовании паровой турбины конденсата и обеспечения этим конденсатом непрерывного технологического цикла работы паровой турбины. На этом участке объекта управления происходит аккумулирование материальной среды.

Регулирующий клапан РКУ 7УВ0202 обеспечивает подачу конденсата из нагнетательной линии КЭН в КСБ (через первое проходное сечение) и линию основного конденсата УПТУ (через второе проходное сечение). На этом участке объекта управления учитываются только переменные перепады давлений, расходы конденсата. Аккумулирование материальной среды или энергии здесь не происходит.

Вспомогательный регулирующий клапан с электроприводом обеспечивает подвод в КСБ химочищенной воды из системы химочистки (ХВО) для компенсации потерь в контуре основного конденсата УПТУ при аварийном режиме работы турбоустановки. На этом участке объекта управления учитывается только переменный перепад давлений и расход воды. Аккумулирование материальной среды или энергии здесь не происходит.

1.1 Уравнения динамики САР

1.1.1 Граничные условия

Для получения уравнений динамики САР принимались следующие граничные условия:

1. Весовой расход конденсата через трубопровод слива конденсата из ВК в КСБ неизменен по величине ;

2. Весовой расход конденсата, подаваемого в дроссельно-увлажнительное устройство (ДУУ) и на струйные конденсатоотводчики (СКО), неизменен по величине ;

3. Давление и температура химочищенной воды на входе клапана РКУ неизменны по величине ;

4. Давление и температура конденсата в КСБ неизменны по величине ;

5. Давление и температура конденсата, поступающего в КСБ из ВК, неизменны по величине ;

6. Давление и температура конденсата в нагнетательной линии КЭН неизменны по величине ;

7. Удельный вес конденсата в КСБ, трубопроводе ТВК и нагнетательной линии конденсатных насосов одинаков и равен

1.1.2 Математическое описание элементов системы регулирования без корректирующих устройств

Уравнение материального баланса конденсатосборника в соответствии с рис. 2 запишем в виде:

где (1)

- площадь поперечного сечения («зеркала») в КСБ;

- удельный вес конденсата в КСБ;

- уровень, давление и температура конденсата в КСБ;

- весовые расходы конденсата соответственно через трубопровод ТВК, первое проходное сечение клапана РКУ и нагнетательную линию КЭН;

- удельная теплоемкость конденсата.

Учитывая принятые ранее ограничения , для номинального режима при и уравнение (1) в линеаризованном виде запишется:

(2)

или в относительных величинах

где (3)

- постоянная, характеризующая инерционные свойства емкости КСБ;

- относительное изменение уровня конденсата в КСБ;

- относительные изменения весовых расходов через первое проходное сечение клапана РКУ;

- коэффициенты пропорциональности.

Уравнение расхода конденсата через первое проходное сечение клапана регулирующего РКУ имеет вид:

где (4)

- пропускная способность первого проходного сечения клапана РКУ с конструктивной характеристикой ;

- удельный вес конденсата в нагнетательной линии КЭН;

- давление и температура в нагнетательной линии КЭН.

Учитывая, что , уравнение (4) в относительных величинах запишется в виде:

где (5)

- относительное изменение положения клапана РКУ;

- коэффициент пропорциональности.

Исходя из уравнений (3), (4) и (5), уравнение, описывающее объект управления САР уровня конденсата в КСБ, будет иметь вид:

где (6)

Регулирующий клапан РКУ оснащен электроприводом с постоянной скоростью перемещения выходного вала.

Электропривод клапана РКУ рассматриваем как звено с переменной скоростью, которое описывается с учетом времени разгона выходного вала электропривода уравнением динамики вида:

где (7)

- входной сигнал электропривода ЭП1, выраженный в единицах выходного сигнала ;

- относительное изменение входного сигнала электропривода;

- время перемещения (полного хода) клапана РКУ из одного крайнего положения в другое;

- постоянная времени разгона (выбега) выходного вала электропривода;

- коэффициент, характеризующий максимальную скорость перемещения клапана РКУ;

- выходной сигнал регулятора РУКС.

Измерение уровня конденсата в КСБ можно описать дифференциальным уравнением вида:

, где (8)

- выходной сигнал датчика уровня конденсата в КСБ, выраженный в единицах входного сигнала ;

- постоянная времени датчика уровня;

- относительное изменение выходного сигнала датчика.

Исходя из уравнений (3)…,(8), система уравнений, описывающая уровень конденсата в КСБ, будет иметь следующий вид:

(9)

2. Проведение анализа устойчивости системы

Проведем анализ нескорректированной системы управления, структурная схема которой представлена на рис. 3.

Рис. 3. Структурная схема нескорректированной системы управления

Из структурной схемы получаем следующие передаточные функции:

- ПФ электропривода;

- ПФ объекта управления;

- ПФ датчика обратной связи.

Где - постоянная времени разгона (выбега) выходного вала электропривода клапана РКУ;

- коэффициент, характеризующий максимальную скорость перемещения клапана РКУ;

- постоянная, характеризующая инерционные свойства емкости КСБ;

- постоянная времени РКУ.

ПФ разомкнутой системы по входному сигналу:

Передаточная функция замкнутой системы:

2.1. АФЧХ

Комплекснозначную функцию от действительной переменной , устанавливающую связь между спектрами выходного сигнала и входного воздействия, называют частотной передаточной функцией, а её графическое изображение амплитудо-фазочастотной характеристикой (АФЧХ).

- действительная частотная функция, график которой, построенный при изменении частоты от 0 до ? называется действительной ЧХ;

- мнимая частотная функция, а её график – мнимая ЧХ.

График АФЧХ разомкнутой системы представлен на рис. 4.

Замкнутая нескорректированная система неустойчива, так как годограф передаточной функции W(jw) разомкнутой системы охватывает на комплексной плоскости точку c координатами (-1, j0).

Рис. 4. График АФЧХ разомкнутой нескорректированной системы

2.2. Амплитудно-частотная функция системы

Модуль называют амплитудно-частотной функцией, а её график - амплитудо-частотной характеристикой (АЧХ);

График АЧХ нескорректированной системы представлен на рис. 5.

Рис. 5. АЧХ нескорректированной системы

2.3. Фазо-частотная функция системы

Аргумент называют фазочастотной функцией, а её график – фазочастотной характеристикой (ФЧХ).

, где .

Иногда на практике используется другой вариант определения ФЧХ, через значения корней характеристического уравнения:

фазо-частотная функция системы имеет вид

где полюса системы имеют вид:

Рис. 6. ФЧХ нескорректированной системы.

2.4. Переходная функция нескорректированной системы

Зависимость изменения выходной величины системы от времени при подаче на ее вход единичного ступенчатого воздействия при нулевых начальных условиях называется переходной характеристикой и обозначается h(t).

Выражение для переходной характеристики имеет вид:

График переходной функции представлен на рис. 7.

Рис. 7. График переходной функции нескорректированной системы.

По графику не сложно определить, что система является неустойчивой.

Глава 2. Синтез корректирующего устройства

1. Ведение корректирующего устройства

В п. 2.3.1. - 2.3.4. показано, что нескорректированная система является неустойчивой. Для того чтобы система была работоспособна необходимо ввести дополнительные корректирующие звенья для обеспечения устойчивости системы.

В настоящее время существует множество методов синтеза систем автоматического регулирования. Основная часть из них связана с линейными системами. В большинстве случаев при синтезе идут по пути усложнения закона управления, однако, чем проще закон управления, тем проще изготовление регулятора, тем меньше его стоимость и выше надежность эксплуатации системы. Поэтому рассмотрим основные виды простых корректирующих устройств (ПКУ).

Различают три типовых ПКУ:

1. ПД-коррекция (пропорционально дифференцирующая);

2. ПИ-коррекция (пропорционально интегрирующая);

3. ПИД-коррекция (пропорционально интегро-дифференцирующая).

ПД-коррекция

Эта коррекция позволяет образовать недостающие коэффициенты в характеристическом полиноме и, следовательно, структурно неустойчивую АС сделать устойчивой. ПД-коррекция оказывает положительное эффективное воздействие на быстродействие.

ПИ-коррекция

Представляем в виде двух составляющих:

1 – интегрирующее звено (появился порядок астатизма), ПИ-коррекция увеличивает статическую точность.

2 – эквивалент предыдущему случаю ПД-коррекции, т.е. помимо увеличения точности путем повышения порядка астатизма на единицу.

ПИ-коррекция осуществляет положительное воздействие на АС, тем самым устраняя проблемы динамики, связанные с введением интегрирующего звена и вместе с тем ухудшает качество переходного процесса. Анализ частотных свойств показывает, что реальная ПИ-коррекция представляет собой фильтр нижних частот, в противоположность ПД- коррекция – фильтр верхних частот.

Этим обстоятельством объясняется обобщенный корректирующий эффект ПИ-звеньев, поскольку увеличение точности в установившемся режиме достигается за счет увеличения коэффициента усиления на нижних частотах.

ПИД-коррекция

Наиболее обобщенный случай последовательной коррекции, который суммирует компенсационный эффект ПД и ПИ-коррекции.

В данной работе используются два регулятор с ПД коррекцией. Один из регуляторов находится в прямой цепи, второй в цепи обратной.

Передаточные функции регуляторов имеют вид:

Структурная схема системы с введенными в нее регуляторами приведена на рис. 8.

Рис. 8. Структурная схема скорректированной системы

Передаточная функция разомкнутой скорректированной системы:

Передаточная функция замкнутой скорректированной системы:

Но не достаточно просто ввести регуляторы, они нуждаются в синтезе.

Синтез регуляторов (корректирующих устройств — КУ) САУ - одна из важнейших задач, изучаемых теорией автоматического управления. Эта задача является весьма сложной, неоднозначной, требующей творческого подхода при ее решении. Если многие важные задачи теории управления изучаются и другими науками, то задача синтеза - это задача, собственно, теории управления. Указанная задача должна учитывать особенности работы конкретных систем управления, их конструкции, технические характеристики и т.п.

2. Синтез регулятора

Одной из центральных задач теории автоматического управления является задача синтеза систем, в результате решения которой определяется состав, структура САУ и параметры всех ее устройств из условия удовлетворения заданному комплексу технических требований: обеспечение устойчивости (стабилизация) и качества переходных процессов (увеличение быстродействия, недопустимость больших перерегулирований и др.); повышение точности управления в установившихся режимах и др.

Под методами синтеза САУ по заданным показателям качества понимаются методы решения задачи синтеза регуляторов (корректирующих устройств), позволяющие определить место его включения, структуру и параметры, исходя из требований к качеству процессов управления.

2.1. Основные этапы решения задачи синтеза регуляторов[5]

https://cyberleninka.ru/article/v/stabilizatsiya-i-obespechenie-zadannogo-kachestva-raboty-lineynyh-statsionarnyh-sistem-v-perehodnom-rezhime-vvedeniem-obratnoy-svyazi

Решение задачи синтеза регуляторов можно представить в виде следующих основных этапов.

1-й этап. Постановка технической задачи. На этом этапе постановка задачи делается в содержательных терминах. Ведется обсуждение с использованием таких понятий, как возможные режимы работы системы (установившийся или переходный), необходимая точность, ограничения, ориентировочное время работы системы и др. Формируется функциональная схема системы, рассматриваются энергетические вопросы, обсуждаются вопросы выбора типа исполнительных элементов и усилительных устройств и т.д.

2-й этап. Математическое описание технической задачи и ее постановка. На этом этапе выбираются (если они известны) или строятся (если они неизвестны) математические модели всех элементов, входящих в систему. Выбирается структура и место включения регулятора. Задается эталонная система или эталонный выходной сигнал. Выбирается критерий приближения к эталону.

Этот этап является наиболее сложным в том смысле, что менее всего поддается формализации. Если неудачно выбрана структура КУ, то никаким подбором параметров не удастся получить реакцию скорректированной системы, близкую к желаемой. Корректирующие устройства могут быть последовательными, параллельными (дополнительные местные обратные связи, рис. 9) и представлять собой неединичную главную обратную связь.

y(t)

(t)

u1(t)

u2(t)

x(t)

–

Рис. 9. Постановка задачи синтеза КУ:

I - изменяемая часть системы, включающая последовательное (1) и параллельное (4) корректирующие устройства; II - неизменяемая часть системы, состоящая из усилителя 2, исполнительного элемента 3, объекта управления 5 и измерительного элемента 6.

Если в общем виде объект задан описанием в пространстве состояний

(10)

то X(t)Xn, где Xn – разрешенная область возможных значений вектор-функцииX(t) t[0,T],au(t)U1, где U1 – разрешенная область значений управления u(t)t[0,T].

Типовая постановка задачи может быть сформулирована так: произвести синтез регулятора, который обеспечил бы следующее:

1. Нулевую установившуюся ошибку при подаче на вход сигнала вида y(t)=1(t);

2. Перерегулирование max% в системе не должно превышать доп %;

3. Время переходного процесса Тр не должно превышать Тр.доп;

4. Максимальное ускорение выходной переменной при заданных условиях не должно превышать допустимого значения.

3-й этап. Синтез регулятора. На 2-ом этапе была выбрана возможная структура регулятора. На 3-ем этапе решается задача синтеза регулятора, состоящая в расчете его параметров.

Методы синтеза можно условно разбить на две группы. Первая группа включает методы, в которых эталоном является выходной сигнал. При использовании этого подхода в качестве эталона чаще всего задается желаемая переходная характеристика hэ(t), а параметры регулятора выбираются из следующего условия: реальная переходная характеристика системы должна возможно меньше, в известном смысле, отличаться от эталонной hэ(t). Вторая группа методов использует понятие эталонного оператора. При этом подходе задача ставится так: надо подобрать параметры регулятора таким образом, чтобы оператор системы возможно меньше, в известном смысле, отличался от эталонного оператора.

4-й этап. Анализ полученного решения. Полученные на предыдущем этапе значения параметров регулятора подставляются в уравнения системы, и проводится ее анализ на предмет устойчивости. Если система устойчива, то строится ее переходнаяфункция и другие характеристики, по которым проверяется соответствие скорректированной системы требованиям, сформулированным в техническом задании. Если система не удовлетворяет предъявленным требованиям, то необходимо вернуться ко второму и третьему этапам[6].

5-й этап. Аппаратная реализация регулятора. Результатом реализации этого этапа является принципиальная схема регулятора, построенная в соответствии с выбранной структурой и рассчитанными параметрами.

2.2. Выбор эталонной функции

Выберем эталонную переходную функцию для того чтобы далее приблизить систему к выбираемому эталону.

Эталонная ПФ:

Рис. 12. Эталонная переходная функция

График эталонной передаточной функции представлен на рис. 10. Эталонная передаточная функция имеет перерегулирование – 30 % и длительность переходного процесса – 308 с.

3. Описание метода во временной области[7]

Рассматриваемый метод основан на использовании принципа, состоящего в том, что параметры регулятора рассчитываются из условия приближения выходного сигнала на заданное воздействие к некоторому эталону . Критерием близости может быть выбрана метрика пространства [3].

Основная формула имеет вид

В последней зависимости:

– оператор объекта;

– оператор регулятора, зависящий от изменяемых параметров ;

– эталонный входной сигнал;

– эталонный выходной процесс.

Записав передаточную функцию по ошибке через передаточную функцию замкнутой системы и выполнив деление полинома числителя на полином знаменателя, поучим следующие ограничения:

которые ввиду зависимости коэффициентов и от искомых параметров также являются ограничениями на параметры.

Область допустимых значений варьируемых параметров обычно ограничена условием их технической реализации

Использование приведенных соотношений позволяет задачу определения варьируемых параметров , обеспечивающих наилучшее приближение к эталонной переходной характеристике, сформулировать следующим образом: требуется минимизировать функционал (4.1 при ограничениях 1), 2), 3), 4).

Рассмотрим решение поставленной задачи для частного случая, когда

Запишем формулу, определяющую переходный процесс через неизвестные параметры корректирующего устройства:

где

– ПФ объекта; – ПФ регулятора. В формуле – параметры корректирующего устройства; подбором этих параметров достигается заданное качество переходного процесса. Таким образом, реальный переходный процесс определяется зависимостью в которую входят неизвестные параметры .

Запишем формулу для невязки

Тогда функционал качества имеет вид

Преобразуем подынтегральное выражение в (1.5) по Фурье

Воспользовавшись равенством Парсеваля, зависимость перепишем в виде

Преобразуем следующим образом:

где

Перепишем (4.7) в виде

где

;

где

, ,

– определитель, полученный из заменой элементов первого столбца величинами .

Таким образом, здесь центральную роль играет равенство Парсеваля, позволяющее получить следующее основное соотношение

при указанных выше ограничениях.

Если же эталонная переходная характеристика задана , то

и функционал, подлежащий минимизации, имеет вид

Так как параметры входят в коэффициенты изображения, определяющего невязку, нелинейным образом, то сформулированная задача расчета , является задачей нелинейного программирования и может быть решена с использованием известных методов [5].

4. Поиск параметров регулятора с использованием метода синтеза регулятора в частотной области

Найдем функцию ошибки

, где

Коэффициенты функционала:

Формируем матрицы:

Используем найденные матрицы для получения функционала:

Получаем функционал, производим минимизацию с помощью встроенного решателя пакета Maple - NLPSolve, результатом имеем следующие параметры регулятора:

Подставив значения в передаточную функцию скорректированной системы получим:

Проверим систему на устойчивость построив для этого графики АФЧХ, АЧХ, ФЧХ и ПФ замкнутой скорректированной системы с подстановкой полученных коэффициентов регулятора.

Для построения графика АФЧХ необходимо посчитать Wp(jw).

- мнимая частотная функция, а её график – мнимая ЧХ.

График АФЧХ разомкнутой системы представлен на рис. 11.

Замкнутая скорректированная система устойчива, так как годограф передаточной функции W(jw) разомкнутой системы не охватывает на комплексной плоскости точку c координатами (-1, j0).

Рис.11. График АФЧХ разомкнутой скорректированной системы

Амплитудно-частотная функция системы

Модуль называют амплитудно-частотной функцией, а её график - амплитудо-частотной характеристикой (АЧХ);

Рис. 12. АЧХ нескорректированной системы

Фазо-частотная функция системы

Аргумент называют фазочастотной функцией, а её график – фазочастотной характеристикой (ФЧХ).

, где .

фазо-частотная функция системы имеет вид

где полюса системы имеют вид:

Рис.13. ФЧХ скорректированной системы.

Переходная функция скорректированной системы

Выражение для переходной характеристики имеет вид:

На рис. 14 представлены графики эталонной передаточной функции и передаточная функция скорректированной системы.

Рис.14. Полученный график ПФ с учетом регулятора и эталон

Глава 3. Разработка программного продукта моделирования процесса управления системой автоматического регулирования уровня конденсата в конденсатосборнике паровой турбины

3.1. Анализ разрабатываемой информационной системы.

3.1.1. Характеристика разрабатываемой системы:

сферой применения является технические университеты. Задача информационной системы проверить знания студентов на предмет определения коэффициентов регулятора САР уровня жидкости конденсатосборника паровой турбины.

по квалификации пользователя система предназначена для обычных пользователей, а конкретнее студентов обучающихся на гидравлических направлениях.

по объему информации ИС не является глобальной или сложной, в следствии чего, объем информации не является большим.

по количеству пользователей система является многопользовательской.

по типу данных система является фактографической ИС, так как данные представляют собой описание некоторой существующей САР, через описание ее математической модели.

по степени автоматизации ИС предполагает, что студент самостоятельно должен рассчитать параметры регулятора, а в программе подставить значения и в следствии чего убедится в правильности расчетов, поэтому ИС является автоматической.

по сфере применения - ИС управления технологическими процессами, так как ИС служит для автоматизации системы расчета и построения графика переходной характеристики системы, что в свою очередь, является большим облегчением работы студентов.

по уровню управления ИС предназначена для узкого круга специалистов.

роль ИС в профессиональной деятельности представляет собой вычислительные ИС, так как данные системы предназначены для проведения оперативных расчетов.

по типу данных система относится к оперативным данным, так как сама система представляет собой работу части паровой турбины во времени, при определенных параметрах системы.

жизненный цикл – возобновляемый, так как можно редактировать математическую модель системы, а задача расчета и построения передаточной характеристики останется актуальной.

3.1.2. Причинно-следственная диаграмма Исикавы

Диаграмма Исикавы предназначена для первоначального ранжирования воздействующих на исследуемую проблему факторов, другими словами это результат аналитической работы. Конечными целями аналитического метода Исикавы являются:

выявление всех факторов, повлиявших на возникновение проблемы;

визуализация связей между проблемой и возможными причинами;

расстановка акцентов для анализа и решения проблемы.

Данный метод может использоваться для выявления причин появления каких-либо проблем, с целью осуществления анализа бизнес-процессов, при необходимости проведения оценки соотношения связей "причины-следствие". Как правило, диаграмма Исикавы рождается при командном обсуждении какой-либо проблемы, проведенного методом "мозгового штурма".

Диаграмма Исикавы состоит из центральной вертикальной стрелки, которая собственно и представляет следствие, и подходящих к ней крупных "ребер", которые называют причинами первого порядка. К этим "ребрам" подходят стрелки поменьше, называемые причинами второго порядка, к ним - еще более мелкие - причины третьего порядка. Такое "ветвление" может осуществляться очень долго, вплоть до причин n-го порядка.

Рассмотрим применение метода диаграммы Исикавы на примере создания системы обучения управлению системой автоматического регулирования уровня конденсата в конденсатосборнике паровой турбины.

Исследуемым объектом будет являться проблема, т. е. создание системы обучения, она стоит во главе диаграммы. Причинами данной проблемы будут являться ответвления: проблема разработки, построение математической модели, проблемы возникающие при работе студентов с программным продуктом моделирования процесса, проверка знаний студентов. Причин возникновения данной проблемы может быть и больше, мною были перечислены только основные с которыми мне пришлось столкнуться в процессе разработки информационной системы. Затем мной был проведен анализ факторов, повлекший к возникновению той или иной причины, на основании чего появились более мелкие ответвления от каждой из проблем, которые можно увидеть на самой диаграмме рис. 15.

Таким образом, на основании проделанной работы по построению диаграммы удалось на этапе проектирования не допустить ряд ошибок, повлекших ряд проблем по разработке, корректному построению системы в целом и проблем работы студентов с разработанным программным продуктом.

3.2. Выбор языка программирования

3.3. Экономическое обоснование разрабатываемого программного продукта

На сегодняшний момент времени существуют системы позволяющие моделировать процессы систем регулирования, но зачастую они являются довольно дорогостоящими, не каждый университет может позволить работу с такими програмными продуктами, как например Matlab, Maple и другие. В связи с этим проведем экономический анализ, актуальности разрабатываемого программного продукта.

Расчет стоимости материалов и покупных изделий. На эту статью относится стоимость материалов, покупных изделий, комплектующих и других материальных ценностей, расходуемых непосредственно в процессе выполнения работ по теме.

Для данного проекта используется новое программный продукт по разработке приложений Microsoft Visual Studio 2017. Данная программа использовалась бесплатно, так как предоставлялась компанией Microsoft в тестовом режиме.

На покупку программных продуктов Matlab и Maple были бы затрачены следующие средства, представленные в таблице 2.

Таблица 2

Смета на приобретение специального оборудования и ПО

№ п/п

Наименование изделий

Количество, шт

Стоимость, руб.

MATLAB

350 000

Maple

200 000

Расчет основной заработной платы

Заработная плата непосредственных исполнителей рассчитывается исходя из количества исполнителей, их оклада и времени затраченного на выполнения работ.

Так как календарные сроки проведения работ по проектированию и моделированию составляют 43 рабочих дня, а сроки по программному проектированию составили 25 рабочих дня, можно произвести расчет затрат на создание приложения.

Таблица 3

Заработная плата основного персонала

№ п/п

Исполнители

Оклад, руб./день

Количество отработанных дней

Выплаты, руб.

Инженер-конструктор

1 000

43 000

Инженер-программист

1 900

47 500

Итого выплаты по основной зарплате:

90 500

Выплаты по основной заработной плате составят 90 500 руб.

а) Дополнительная заработная плата по данной теме не предусматривается.

б) С 1 января 2010 года общая сумма страховых платежей составляет 30 процента от фонда оплаты труда. Из них 26 процентов - обязательный пенсионный взнос. Он будет взиматься с годового заработка, не превышающего 415 000 рублей в год. В Фонд обязательного медицинского страхования пойдут 5,1 процента (до 01.01.2010г. 3,1%), а в Фонд социального страхования - оставшиеся 2,9 процента.

Таблица 4

Начисления на заработную плату

№

п/п

Наименование начисления на заработную плату -

сумма страховых платежей

Процент

Пенсионный фонд

26%

ФСС - Фонд социального страхования

2,9%

ФОМС - Фонд обязательного медицинского страхования

5,1%

Сот =(Зосн + Здоп)*0,3 = 90 500 * 0,3 = 27 150 руб

в) По данной теме расходы по статьям: расходы на научные и производственные командировки; оплата работ, выполняемых сторонними организациями; прочие расходы не предусматривается.

Таблица 5

Калькуляция статей расходов

№ п/п

Наименование статей расхода

Затраты, руб.

Специальное оборудование и ПО

Основная зарплата

90 500

Дополнительная зарплата

Сумма страховых платежей

27 150

Расходы на научные и производственные командировки

Оплата работ, выполняемых сторонними организациями

Прочие затраты

Итого затрат:

117 650

Вывод

Экономический эффект от внедрения новой информационной системы очевиден по сравнению с аналогами на основе проведенных расчетов, не смотря на то что покупные программные продукты имеют значительно больше возможностей по изучению систем автоматического регулирования, для поставленной задачи они являются порядком дороже, что вызывает нежелательные затраты.

3.3. Описание принципа разработки приложения

Алгоритм работы приложения имеет представлен на рис. 1

Для реализации алгоритма необходимо создать форму приложения, на которой должны быть указаны все необходимые элементы входных и выходных данных (рис. 2).

Рис. 2. Форма создаваемого приложения

Далее необходимо расписать все составляющие алгоритма в виде текста программы. Данные операции прописываются в виде процедур и функций программы. Построение графиков происходит в обработчике событий, по нажатию кнопки "Расчет"(рис. 3).

Рис. 3. Обработчик событий по нажатию кнопки "Расчет"

Результат работы программы представлен на рис. 4.

Рис. 4. Форма рабочего приложениия с подстановкой всех коэффициентов

Глава 4. Создание системы обучения по управлению системой автоматического регулирования уровня конденсатора в конденсатосборнике паровой турбины

4.1. Цели и методы создания системы обучения на основе разработанного программного продукта процесса моделирования

Целью разрабатываемой системы обучения по управлению системой автоматического регулирования уровня конденсата в конденсатосборнике паровой турбины на базе программного продукта моделирования процесса является профессиональная подготовка специалистов по направлению специализации турбиностроение.

Для достижения поставленной цели необходимо определится с методами создания разрабатываемой системы обучения. Для начала необходимо дать определение и кратко рассмотреть существующие классификации методов обучения.

Метод обучения – это способ взаимодействия преподавателя и учащихся на достижение поставленной цели.[ http://methodiks.ucoz.ru/index/metodicheskaja_sistema_obuchenija/0-636]

Существуют разные классификации методов обучения с точки зрения дидактики.

Типология по Бабанскому

http://methodiks.ucoz.ru/index/metodicheskaja_sistema_obuchenija/0-636:

Словесные методы (беседа, лекция, консультация, рассказ).

Практические работы (лабораторные работы, решение заданий, выполнение практических заданий).

Контроль (текущий, итоговый, первичный и т.д).

Под словесным методом следует понимать теоретическую составляющую образовательного процесса.

Но при изучении только теоретических основ предметной области студент не сможет в полной мере познать и применить теоретические знания. Для приобретения навыков работы возникает потребность в практическом освоении предмета. В научном процессе практическим методом будет является: решение задач, выполнение лабораторных работ, применение теоретических навыков на станках и т.д. Но не все выполняемые расчеты и лабораторные работы в ручную или с использованием компьютера студент может проверить самостоятельно. Например, в системах автоматического управления существует ряд задач посвященных подбору параметров регулирующих устройств в различных системах. В этом случае студент не в состоянии проверить, так ли необходим и правилен полученный результат, .......................

Для получения полной версии работы нажмите на кнопку "Узнать цену"

Узнать цену

Каталог работ

Похожие работы: