热交换器温度控制

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示例显示如何设计反馈和反馈补偿器,通过热交换器调节化学堆温度

热交换程序

化学反应炉叫Stirring坦克描述如下顶端插件交付液分解罐体液必须保持恒定温度,改变通过控制阀向热交换器(底管)提供蒸量微量流温度变化是此过程干扰的主要来源

图1stirring堆热交换器

量测数据模型热交换器动态

取先序加死模式热交换器特性,注入步态扰动阀电压V级并记录对罐体温度的影响T级随时间推移测量归并单元响应显示如下:

热ex_plotdata标题测量对蒸气阀电压换步);

值t1和t2是响应实现最终值28.3%和63.2%的时段可使用这些值估计时间常量陶市死时西塔市热交换器使用量 :

t1=21.8t2=36.0Tau=3/2*T2-T1)Tata=t2-Tau

Tau=213000theta=147000

验证这些计算方法,比较一阶加死时响应

s=tfss)!gp=exm(-the*s)/

Gp = 1exp(14.7*s) *-----------------21.3s+1持续时间转移函数

悬停上step(Gp),hold关机标题(实验大战模拟响应步态修改);

模型响应和实验数据完全一致可进行相似的峰值测试估计对流温中步态扰动的第一阶响应配有热交换器模型和流扰, 我们准备设计控制算法

反馈控制

块形图表示开路进程显示如下

图2开放Loop进程

传输函数

$$G_ps={e14.7s}+21.3s+1$

模型变电量V级驱动蒸气阀开关影响槽温度T级中转函数

$$G_ds={e-35s}+25+1$

模型变换d级输入温度影响T级.调节坦克温度T级环绕给定定点微信下反馈架构控制开关V级:

图3反馈控制

配置中比例级控制器

$Cs=K#C

计算电压V级基于差分sp-T介于期望温度和测量温度之间可使用ITAE公式选择控制器参数的适当值:

$k_c=0.859#############################################################################################################################################################################################

KC=0. 859* (theta/tou)++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

KC=1.2341Tauc=24.5582

查看ITAE控制器性能高低、关闭反馈循环并模拟响应定点变化

Tfb=反馈(sss/Gp*C)1step(Tfb)电网上标题(响应温度定点改变Tsp}ylable唐氏温度)

响应速度相当快并有一些超拍维值边际确认增值边际弱

边距(Gp*C)网格

减少比例增益k增强稳定性牺牲性能

C1=0.9*(1+1/(tauc*s));百分比从1.23减到0.9边距(Gp*C1),网格

步骤(Tfb,'b'反馈(gp*C1)'r'传说()KC=1.23,kc=0.9)

Feedforward控件

提醒回流温度变化是罐体温度波动的主要来源拒绝干扰替代反馈控制方式是Feedforward架构

图4feedforward控件

在此配置中, feedforward控制器F级测量流温调整蒸气阀开口V级)Feedforward控件预知并预设流温变化效果

直向计算显示总体温度扰动d级水槽温度T级华府市

$T=G_pF+G_d

完全扰动拒绝要求

$G_p+G_d=0\rightrowF=-{G_d\overG_p}=-21.3s+1+25s+1}e#20.3s$

建模不准确防止完全扰动阻塞,但向前控制有助于将流出扰动造成的温度波动最小化深入了解进化机制将如何实现,将理想进化延迟增加5秒并模拟回流温度渐变响应:

Gd=exp(-35*s)/(25*s+1)F=-(21.3*s+1)/(25*s+1)Tff=Gp*sssd->T传承并进化控件step(Tff)网格标题相位扰动回流温度效果ylable唐氏温度)

合并回馈控制

反馈控制对定点跟踪总体效果良好,而进取前控制可帮助拒绝测序扰动下一步我们研究将两种方案合并的好处相应的控制架构显示如下:

图5Feed-Feed回发控件

使用连接构建对应闭环模型tspd至T级.首名输入输出通道连接自动线图 :

Gd.u='d'脱机Gd.y=Td脱机gp.u=V脱机g.y=Tp脱机f.u='d'脱机.y=Vf脱机C.U=e脱机C.y=VC脱机sum1=sumblke=Tsp-T)!sum2=sumblkV=Vf+VC)!sum3=sumblkT=Tp+Td)!Tffb=连接sum2Sum3{微信,'d'},T级);

闭环响应与无回馈控件比较,计算对应闭环转函数只反馈配置

C.U=e脱机C.y=V脱机Tfb=连接微信,'d'},T级);

比较两种设计

步骤(Tfb,'b'.Tffbr-网格标题闭路响应定点和扰动步变ylable唐氏温度传说()只回发,前向+反馈)

两种设计对定点跟踪性能完全相同,但加进向控件显然有利于扰动拒绝闭环波德图中也可见

bodemag(Tfb,'b'.Tffbr-{1e-31}传说只回发,前向+反馈,位址,东南)

交互模拟

万博1manbetx并使用GUI和Siminglinke模型获取更多洞察力并交互调控反馈增益点下链路启动GUI

打开热交换器模型和GUI

热解