纸浆造纸过程的线性化
这个例子演示了如何在稳态工况下对一个过程模型进行线性化。
介绍
热机械制浆(TMP)是一种用于生产新闻纸机械浆的工艺。scdt万博1manbetxmp仿真软件模型是一个典型的过程安排两个阶段TMP操作:两个压力炼厂操作序列,主要炼油企业生产过程纸浆从木屑的饲料和水,二级炼油企业进一步发展纸浆粘结性能,适合造纸。精炼炉的物理组成包括两个圆盘(或反向旋转或一个静态和另一个旋转)与覆盖槽表面。这些表面对木材纤维、蒸汽和水的三相流动产生物理影响，这些流动从精炼炉圆盘的中心流向外围。圆盘表面对木材纤维的物理影响:i.)打破它们之间刚性的化学和物理结合;ii.)显微镜下使单个纤维的表面粗糙，使它们能够在纸上啮合在一起。控制TMP装置的主要目标是在不产生额外的能源成本或纤维通过精炼厂时因施加过高的应力而造成纤维损伤的情况下，使用足够的能量来获得具有良好物理性能的纸浆。在实际应用中，这相当于控制两个精炼厂所应用的总电能与木材纤维干质量流量的比值，即。，控制施加于纸浆的估计比能。第二个控制目标是控制干质量流量(纤维)与总质量流量(水和纤维)(称为纸浆稠度)的比例，使之达到一个最佳值，从而在成本(消耗的能量)和纸浆质量之间进行权衡。
TMP系统的I/O过程如下:
输入:
芯片进给速度(进给rpm)，
稀释水流向各炼厂(一级稀释设定值和二级稀释设定值)，
设置点指向两个调节控制器，控制每组细化器中旋转圆盘之间的间隙。
输出:
初级和次级精炼剂浓度，
一次和二次精炼机电机负载，
两个精炼厂的振动监测数据。
在本例中，我们需要在以下输入设定点条件下，求出系统稳态运行时的线性模型:
进给速度= 30
初级差距= 0.8
一次稀释= 170
二次间隙= 0.5
二次稀释= 120
工作点的产生
打开Simulin万博1manbetxk模型。
open_system (“scdtmp”)
要获取操作点指定对象，请运行以下命令:
opspec = operspec (“scdtmp”)
模型scdtmp的操作点规范。(时变组件评估在时间t = 0): - - - - - - - - - - - (1) scdtmp / TMP精炼/纤维填充动力学/内部规范行:dx = 0,初步猜测:3.56 (2)scdtmp / TMP精炼/纤维填充水动力学/内部规范行:dx = 0,初步猜测:6.83 (3)scdtmp / TMP炼油主要稀释/内部规范:dx = 0,初步猜测:170 (4)。scdtmp / TMP炼油主要板缺口/内部规范:dx = 0,初步猜测:0.8 (5)scdtmp / TMP炼油主要炼油企业电动机/ LTI系统内部规范:dx = 0,初步猜测:8.5 (6)scdtmp / TMP炼油主要螺旋加料器/内部规范:dx = 0,初步猜测:30 (7)scdtmp / TMP精炼线/秒的炼油企业电动机/ LTI系统内部规范:dx = 0,初步猜测:6.7 (8)scdtmp / TMP炼油二次稀释/内部规范:dx = 0,初步猜测:0.5 (9)scdtmp / TMP精炼二级板缺口/内部规范:dx = 0,初步猜测:0.5输入:——(1.)scdtmp/Feed rpm初始猜测:0 (2.)scdtmp/Pri间隙设定值初始猜测:0 (3.)scdtmp/Pri dil流量设定值初始猜测:0 (4.)scdtmp/Sec。间隙设置点初始猜测:0 (5.)scdtmp/秒。稀释设定值初始猜测:0输出:—(1)scdtmp/Out1规格:无规格:无规格:无规格:无规格:无规格:无规格:无规格:无规格:无
进料率设定值规格由:
opspec.Inputs (1)。= 1;opspec.Inputs (1)。u = 30;
主要间隙设定点规格由:
opspec.Inputs (2)。= 1;opspec.Inputs (2)。u = 0.8;
主要稀释设定值设定为:
opspec.Inputs (3)。= 1;opspec.Inputs (3)。u = 170;
二次间隙设定点规格由:
opspec.Inputs (4)。= 1;opspec.Inputs (4)。u = 0.5;
二次稀释设定值设为:
opspec.Inputs (5)。= 1;opspec.Inputs (5)。u = 120;
满足该规范的稳态工作点为:
op = findop (“scdtmp”,opspec);
操作点搜索报告:——scdtmp模型的操作点搜索报告。(t=0时刻评估的时变元件)工作点规格成功满足。状态:- - - - - - - - - - - (1)scdtmp / TMP精炼/纤维填充动力学/内部x行:3.56 dx: 0 (0) (2) scdtmp / TMP精炼/纤维填充水动力学/内部x行:6.83 dx: 0 (0) (3) scdtmp / TMP精炼/主稀释/内部x行:170 dx: 0 (0) (4) scdtmp / TMP精炼/主板缺口/内部x行:0.8 dx: 0 (0) (5) scdtmp / TMP炼油主要炼油企业电动机/ LTI系统内部x: 8.5 dx: 0 (0) (6) scdtmp / TMP精炼/主螺旋加料器/内部x行:30 dx:0 (0)(7)scdtmp / TMP精炼线/秒的炼油企业电动机/ LTI系统内部x: 6.64 dx: 1.74 e-12 (0) (8) scdtmp / TMP精炼/二次稀释/内部x行:120 dx: 0 (0) (9) scdtmp / TMP精炼二级板差距/内部x: 0.5 dx: 0(0)输入:- - - - - - - - - - - (1)scdtmp /饲料rpm u: 30 (2) scdtmp /设定值u Pri差距:0.8 (3)scdtmp / Pri迪勒流设定值u: 170 (4) scdtmp /秒。间隙设定点u: 0.5 (5.) scdtmp/秒。稀释设定值u: 120输出:—(1)scdtmp/Out1 y: 0.026 [-Inf Inf] y: 0.4 [-Inf Inf] y: 0.568 [-Inf Inf] y: 8.5 [-Inf Inf] y: 0.349 [-Inf Inf] y: 6.64 [-Inf Inf]
模型线性化
操作点现在已经准备好进行线性化。第一步是使用以下命令指定输入和输出点:
io (1) = linio (“scdtmp /饲料rpm”,1“输入”);io (2) = linio (“scdtmp/Pri差距设定值”,1“输入”);io (3) = linio (‘scdtmp/Pri dil流量设置点’,1“输入”);io (4) = linio (“scdtmp /秒。设置点的差距的,1“输入”);io (5) = linio (“scdtmp /秒。稀释设置点的,1“输入”);io (6) = linio (“scdtmp / Mux”,1“输出”);
然后可以使用以下命令对模型进行线性化:
sys =线性化(“scdtmp”op, io);
主间隙设定点与主一致性之间的传递函数的Bode plot可以通过以下命令看到:
波德(sys (2, 2))
关闭模式。
bdclose (“scdtmp”)
你也可以从以下列表中选择一个网站:
