Príprava na cvičenie:
Forma cvičenia: samostatná práca
Cieľ cvičenia: navrhnúť regulátor pre riadenie rúrkového výmenníka tepla s veľkým dopravným oneskorením
Opis rúrkového výmenníka tepla: V rúrkovom výmenníku tepla, ktorý treba riadiť, sa zohrieva petrolej horúcou vodou. Vo výmenníku sa riadi teplota petroleja na výstupe z tohoto výmenníka J teplotou vstupného prúdu horúcej vody do výmenníka Jv.
Hodnoty riadiacej veličiny Jv a riadenej veličiny J na začiatku sú:
teplota vstupného prúdu horúcej vody do výmenníka: Jvs = 343K;
teplota petroleja na výstupe z tohoto výmenníka: Js = 326,7K;
Pri riadení predpokladajte,
že žiadaná hodnota teploty petroleja na výstupe z rúrkového výmenníka tepla w = 333K. Predpokladajte pri tom, že žiadanú teplotu treba dosiahnuť s presnosťou 0,5K.
Úlohy:
Identifikujte rúrkový výmenník tepla. Pre identifikáciu náhradného prenosu rúrkového výmenníka tepla simulujte prechodovú charakteristiku (program rvtdo) tak, že teplotu vstupného prúdu horúcej vody do výmenníka Jv v čase t0=5min zmeníte skokom z pôvodnej hodnoty Jvs = 343K na nejakú hodnotu Jv z intervalu [348;368]K.
Identifikovaný prenos porovnajte s pôvodným rúrkovým výmenníkom tepla pomocou ich odozvy na takú skokovú zmenu teploty vstupného prúdu horúcej vody do výmenníka Jv, ako ste realizovali pri identifikácii (program rvtdonp).
Navrhnite rôznymi metódami 3 regulátory pre riadenie výmenníka tepla.
Simulujte riadenie rúrkového výmenníka tepla navrhnutými regulátormi pomocou jednoduchého spätnoväzbového obvodu riadenia: program rvtdor. Pri riadení predpokladajte, že žiadaná hodnota teploty petroleja na výstupe z rúrkového výmenníka tepla w = 333K. Predpokladajte pri tom, že žiadanú teplotu treba dosiahnuť s presnosťou 0,5K (parameter d pri simulácii riadenia). Regulátory porovnajte na základe známych ukazovateľov kvality: času regulácie a trvalej regulačnej odchýlky. Výsledky spracujte do tabuľky.
Simulujte riadenie rúrkového výmenníka tepla navrhnutými regulátormi pomocou rozvetveného spätnoväzbového obvodu riadenia s kompenzáciou dopravného oneskorenia (so Smithovým prediktorom). Kvôli simulácii vhodne upravte program rvtdor (viď schéma RSOR so Smithovým prediktorom z prednášok).
Navrhnuté regulátory, použité v RSOR so Smithovým prediktorom, porovnajte na základe známych ukazovateľov kvality: času regulácie a trvalej regulačnej odchýlky. Výsledky spracujte do tabuľky.
Z cvičenia vypracujte protokol. Protokol musí obsahovať riešenia alebo odpovede ku všetkým bodom zadania v takej forme, aby bolo možné overiť ich správnosť. V protokole uveďte aj schému RSOR so Smithovým prediktorom. V závere protokolu uveďte svoj názor na to, či treba v praxi dopravné oneskorenie kompenzovať, prečo a kedy. Uveďte s akým regulátorom a v akom obvode ste dostali najlepšie výsledky riadenia rúrkového výmenníka tepla.
Nové súbory k cvičeniu (4 súbory):