Sistema de control: Modele una válvula de flujo simple

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Estaba leyendo un artículo sobre un Diseño del controlador para el control de la temperatura del intercambiador de calor y no pude entender cómo modelar la válvula utilizada en el sistema.

No es necesario que lea el documento, ya que resumiré todo el tema:

Dado:

  • la capacidad de la válvula de control es 1.6kg / seg
  • la constante de tiempo es 3 segundos
  • la entrada de la válvula varía la presión de 3 a 15 psi

La función de transferencia resultante es:

Esobvioqueconsideraronlaválvulacomounafuncióndetransferenciadeprimerorden.LagananciaKpsecalculódelasiguientemanera:(1.6kg/s)/(15-3)psi=1.6/12=0.133.Constantedetiempo=3segundosyesoestodo.

Peroelproblemaes:¿nodeberíaunpasodeentradade15psiemitirunaseñal(1-exponencial)conunvalorfinalde1.6kg/seg.Peroesafuncióndetransferencianoproducirárealmenteeso.Todavíanecesitaalgúntipodecambio.Entonces,¿meestoyperdiendoalgo?¿Estámalelmodelo?

TambiénsimulélarespuestadelafuncióndetransferenciaconMATLABSIMULINKjuntoconunaalternativasugeridaqueprobablementeresuelvalocompensado:

Laformadeondaresultante:

acercóeltiempocercano=0segundos:

  • La forma de onda amarilla es la función de paso de entrada
  • La forma de onda azul es la salida de la función de transferencia de la válvula según el papel.
  • La forma de onda roja es la forma de onda de la función de transferencia con una desplazamiento.
  • problema con la forma de onda azul: valor final incorrecto.
  • problema con la forma de onda amarilla: comienza desde un valor negativo (-0.4 kg / seg)

Entonces, ¿cuál es el modelo correcto?

    
pregunta Latchup

2 respuestas

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El papel es un poco descuidado sobre las funciones de transferencia. Si \ $ G_V \ $ es la transferencia desde la función de la presión de control al flujo, entonces necesita una compensación. La respuesta a pasos se debe medir en un paso de 3 a 15 psi.

A menos que también modele el DAC y el "convertidor de corriente a presión" con las ganancias y compensaciones correctas, cualquier ganancia PID no tendrá sentido de todos modos. Los gráficos tienen una escala de 0 a 1 para "salida". Eso nuevamente no corresponde con el control de tensión o presión.

¡Use el sentido común para implementar esto en Simulink!

    
respondido por el Andreas
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El paso de 15 unidades es 15 / s en el dominio laplace. Multiplica esto por la función de la válvula da 2 / 3s ^ 2 + s. Ya que está interesado en el valor final, podemos usar el teorema del valor final. Puede recordar que dice que el límite cuando t se acerca al infinito es igual a sF (s), ya que s va a 0. sF (s) = 2s / 3s ^ 2 + S. ya que el límite no está definido debido a 0/0, tenemos que usar la regla de L'Haspotal. Esto dice toma la derivada del numerador y el denominador y toma el límite del resultado. Después de los derivados tenemos 2 / 3s + 1. El límite cuando s va a cero es dos, que es lo que tienes. Dejaré las unidades a tu medida.

    
respondido por el owg60

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