Автоматизация тепловых процессов
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
U2 m2у2
+ e2
-
m1y2
Wl11
- m1 у1
U1 e1
+
U2 m2у2
+ e2
-
e1y2
Если в многомерном объекте внутренние связи имеют односторонний характер, то можно использовать методы, разработанные для одномерных систем.
- объект с перекрестными двухсторонними связями
- m1 у1
U1
+
U2 m2у2
+
-
Имеются три замкнутых контура: два обычных и третий, замыкающийся через поперечные связи по восьмерке. В третьем контуре происходит двойная схема знако - сигнала. Т.о. третий контур имеет положительную обратную связь и появляется угроза потери устойчивости.
Рассмотрим схему регулирования:
- m1 у1
U1
+
U2 m2у2
+
-
Это один из 4 возможных вариантов организации компенсаторных связей.
m1
m2
Получили 5 замкнутых контуров, причем 3 из них с положительной обратной связью, поэтому построить такую систему сложно и она не всегда годится для практической организации.
Пример.
Прямоточный котел, как объект регулирования температуры за переходной зоной и давления перегретого пара.
mпвQп з
mтРпп
Регулирующее воздействие по питательной воде сильно влияет на температуру и давление.
Сильная перекрестная связь между расходом питательной воды и давлением перегретого пара появляется из-за неразрывности пароводяного тракта.
Подача топлива меняет температуру и давление перегретого пара. Поэтому в прямоточных котлах система регулирования давления и температуры единая.
Замечание:
При введении внешних перекрестных связей, компенсирующих внутренние перекрестные связи объекта, могут возникнуть два явления: ненаблюдаемость и неуправляемость.
. Ненаблюдаемые системы - это такие, когда анализ не позволяет обнаружить процессы, которые могут реально существовать.
Wp11 Wm21 = Wp21 Wm22
Wp11 = Wp21
Система называется ненаблюдаемой, если на модели, полученной из диф. уравнения невозможно установить ее действительную внутреннюю структуру. Ненаблюдаемость системы часто возникает тогда, когда в числителе и в знаменателе W(p) передаточной функции имеются одинаковые сомножители, поэтому они сокращаются. В результате число уравнений состояния модели оказывается меньше числа действительных уравнений состояния.
Система диф. уравнений несет об описываемом объекте более полную информацию, чем диф. уравнения непосредственно связывающие вход и выход.
. Неуправляемость системы - это когда некоторые ее переменные перестают реагировать на управляющее воздействие.
Это бывает, если прямые и перекрестные связи в объекте имеют одинаковые передаточные функции.
Многомерное звено по схеме может обозначаться иначе.
х1 y1
xn yn
(р) = (p) (p)
(p) - входной сигнал
(р) - выходной сигнал
(p) - матричная передаточная функция (ее элементы состоят из передаточных функций отдельных каналов)
Для выполнения условия автономности (развязывание каналов для компенсации поперечных связей в объекте) следует так подбирать перекрестные связи в многомерном объекте, чтобы матричная передаточная функция многомерного разомкнутого контура стала бы диагональной.
Wm, ik (p) Wp kj (p) = 0, при j i
Авторегулирование тепловых объектов
Особенности теплоэнергетических объектов.
- медленный характер протекания переходных процессов
- монотонный вид динамической характеристики
mn
W(p) = k / pn [ П (Ti p + 1) / П (Tj p + 1)], n m
е- рt - звено запаздывания
Теплоэнергетические объекты - динамические (инерционные) системы с запаздыванием. Они включают интегрирующие, дифференциальные, динамические звенья.
- На тепловые объекты регулирования действует целый ряд возмущений l. Это отличает их от других технических объектов.
Эти возмущения входят в тепловой объект через разные каналы с разными динамическими свойствами.
li
mу
Все эти возмущения носят случайный характер. Часть этих возмущений остается неконтролируемыми с неизвестными статическими характеристиками. Причем неизвестным может оставаться их количество и место их приложения.
- Тепловые объекты регулирования в принципе не способны функционировать без принудительного регулирования.
Авторегулирование котельных установок
Рассмотрим регулирование барабанного парового котла.
Рб Рпп mтб
Нб
mт
mв ДВ
mр Д
m т - устройство регулирования подачи ?/p>