Лекция 13. Построение САР для СРП в условиях ограниченных управляемости и наблюдаемости:

Построение САР для СРП в условиях ограниченных управляемости и наблюдаемости:

А) Одномерная САР температуры с добавлением каналов измерения времени, энергии

Б) Одномерная САР температуры с добавлением каналов измерения потерь мощности установки

Нагрев теплотехнически тонкого тела

Энергетический баланс определяется выражением

(1)

Поток тепла в окружающую среду в общем случае содержит конвективную и лучистую составляющую

(2)

Для упрощения задачи можно использовать линеаризацию модели и заменить излучение дополнительной конвекцией. С этой целью нужно найти приращение потока излучения в рабочем диапазоне температур и определить фиктивное значение коэффициента конвективного теплообмена. Например, для диапазона температур 900 – 1000 при S=1 м², , =20 , получим

(3)

Т,	Q, Вт	,
		65.4
		81.1

Таким образом, в расчетах параметров передаточной функции потоки тепла в окружающую среду будут определяться выражением

(4)

где - эффективный коэффициент теплообмена с окружающей средой.

Из формулы (12) можно выразить температуру

(5)

Учитывая непостоянство мощности и теплового потока, последнее выражение представим в другой форме

(6)

В результате структурная схема системы управления нагревом теплотехнически тонкого тела может быть представлена следующей структурной схемой

Рис.1 Структурная схема САР температуры

теплотехнически тонкого тела

Здесь: - структурная схема САР напряжения; - передаточная функция блока обратной связи по температуре; - коэффициент масштабирования для канала нагрева, ; - коэффициент масштабирования для канала охлаждения .

Для упрощения схемы можно структурную схему источника питания с помощью преобразований свести в одно эквивалентное звено.

Установив в блоках нужные коэффициенты, можно произвести исследование системы на устойчивость, настроить параметры регулятора для обеспечения заданной точности нагрева и быстродействия. Для этого необходимо рассчитать различные помехи в системе регулирования и включить их в структурную схему

Рис. 2 Структурная схема САР температуры с помехами в прямой цепи и цепи обратной связи

Для прямой цепи суммарная помеха состоит из помехи дрейфа нуля регулятора температуры, отклонения температуры окружающей среды и начальной температуры заготовки.

Помеха дрейфа нуля рассчитывается аналогично рассмотренной выше при синтезе регулятора напряжения.

Помеха отклонения по температуре окружающей среды определяется исходя из возможных значений температуры в цехе зимой и летом. Зимой возможны кратковременные отклонения, вызванные открыванием ворот при въезде транспорта. Помеха может составлять 20 – 30 .

Помеха, вызванная отклонением начальной температуры заготовки, связана с разностью температур в цехе и наружи, особенно зимой. Если заготовки недостаточно прогрелись после ввоза с улицы, то помеха может составить 30 – 40 .

Дата добавления: 2014-01-07