КУРС ЛЕКЦІЙ для студентів спеціальностей 091700 «Технологія зберігання, консервування та переробки молока»

Скачати 1.57 Mb.

Назва	КУРС ЛЕКЦІЙ для студентів спеціальностей 091700 «Технологія зберігання, консервування та переробки молока»
Сторінка	3/17
Дата	05.04.2013
Розмір	1.57 Mb.
Тип	Курс лекцій

bibl.com.ua > Інформатика > Курс лекцій

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 17

Аналітичний метод

Динамічна математична модель ОУ в аналітичному методі створюється на основі рівняння матеріального та енергетичного балансу потоків і в загальному має вигляд: приплив ( речовини, енергії ) – сток ( речовини, енергії ) = накопиченню ( речовини, енергії ), тобто:

де

швидкість накопичення речовини в об’єкті;

швидкість

накопичення енергії в об’єкті; G_j – витрати речовини на притоку; G_i – витрати на стоку; I_j – відповідно витрати енергії на притоку; I_i – енергії на стоку.

Від загальних величин Q_i, Q_j, G_j, G_i, I_j та I_i виконують перехід до конкретних параметрів ОУ ( витрати, тиск, температура, рівень).

Загальний математичний опис ДММ ОУ з зосередженими параметрами має вигляд теж системи із n рівнянь виду (із значенням похідної в нулі):

i = 1,2,…, n {

}

Рівняння математичної моделі аналітичного методу використовується для дослідження динамічних властивостей діючих та проектувальних об’єктів, для розрахунку параметрів налаштування систем регулювання, для створення ОУ з наперед заданими динамічними властивостями.

Рішення рівнянь динамічної моделі визначає динамічну характеристику, яка являє собою залежність зміни вихідного параметру ОУ від часу під впливом дії вхідної величини.

Експериментальний метод

Більш практичним і поширеним є експериментальний метод визначення динамічних характеристик об’єкту. При цьому методі на об’єкт, що знаходиться в стані рівноваги подають стрибкоподібне збурення, шляхом зміни вхідної дії на деяку величину У_р або по збуренню Z. Зміна вихідної регульованої величини X_вих в результаті такого збурення називається кривою розгону об’єкта.

Динамічні моделі більшості ОУ в молочній промисловості є складними не зосередженими параметрами та нелінійні. Але в багатьох випадках можуть бути ліанерізованими з достатньою для інженерних розрахунків точності і можуть бути замкнені ланцюгом послідовно з’єднаних простих динамічних ланок окремих технологічних процесів. Найбільш розповсюдженими в молочній промисловості є процеси нормалізації молока, пастеризація, стерилізація, згущення, сушка і інше. Основою для розробки математичних моделей окремих процесів є моделі, які описують гідродинаміку потоків теплових операцій.

Основними схемами типових гідродинамічних процесів при автоматизації холодильних машин є:

заповнення випарників рідким холодоагентом;
регулювання тиску у конденсаторах;
регулювання температури в охолоджувальному об’єкті.

3.5.ДИНАМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБ’ЄКТІВ РЕГУЛЮВАННЯ

До динамічних характеристик, що впливають на якість регулювання об’єктом, тобто, підтримуванні необхідного фізичного параметру на виході об’єкта в заданих межах, відносяться самовирівнювання об’єкта, його ємність та запізнювання. Самовирівнювання – це здатність об’єкта самостійно, без втручання регулятора надходити після збурення до нового стану рівноваги.

Залежно від здатності до самовирівнювання ОР поділяють на статичні,

астатичні та нестійкі.

Статичні об’єкти регулювання з самовирівнюванням.

Статичними ОУ (з самовирівнюванням) називаються об’єкти, в яких відхилення вихідної регульованої змінної (Хвих ), що визване збуренням і відповідно порушенням балансу, впливає на приплив G_пр чи сток G_ст речовини або енергії в об’єкті в бік ліквідації небалансу і встановлення нової рівноваги.

Прикладом статичного об’єкта є напірний бак (рис. з.4), до якого рідина надходить по трубі через клапан - 1 і вільно витікає через клапан - 2 під дією гідростатичного тиску рідини Р = _pgH. Вхідними сигналами такого об’єкту є змінна припливу G_пр та стоку G_ст, а вихідним – є зміна рівня Н рідини.

В усталеному режимі приплив рідини G_пр дорівнює її стоку G_ст і рівень рідини в ємності баку залишається постійним. Це статичний режим роботи, який описується рівнянням матеріального балансу:

G_пр(t) = G_ст(t), де G_пр(t) і G_ст(t) – зміна притоку і стоку рідини в часі.

З порушенням рівноваги, якщо, наприклад, збільшити приплив (G

_пр  G_пр + G_пр) рідини до об’єкта, її рівень почне збільшуватись (рис.3.5). Зміна рівня рідини Н(t) приводить до зростання гідростатичного тиску Р = _рg

H і відповідно до збільшення витрати рідини через клапан 2 ( по стоку ). Поступово із зростанням рівня різниця між припливом і стоком буде зменшуватись і настане новий стан рівноваги, якому відповідає нове стале значення стоку Gст і рівня Н. Про такий об’єкт говорять, що він має самовирівнювання по стоку.

Рис. 3.4 . Статичний об’єкт (з самовирівнюванням).

Статичні об’єкти мають статичну

х

арактеристику, в якій кожному

значенню збурення в стані р

G_пр

G_пр

G_пр = G_ст
івнова-

ги відповідає певне значення вихі-

дної регульованої величини.
G_ст

Q_пр = Q_ст

t

В загальному вигляді така

H

характеристика відповідає виразу:

= f(G_пр, G_ст), де Н – рівень рідини
H 

в об’єкті ( вихідна змінна ); G_пр,

G_ст – витрати рідини по припливу і
H(t)

стоку ( вхідні величини об’єкту ),

який розглядається.

H

t

Рис.3.5. Вплив стрибкоподібного збурення на об’єкт.

Висновок: статичні об’єкти мають самовирівнювання, яке сприяє стабілізації регульованої змінної Х_вих і полегшує роботу регулятора.

Динамічна характеристика статичного об’єкту, має загальний вираз: Н = f(t) при G_пр або G_ст = const, де G_пр або G – ступенеподібні зміни витрати рідини по припливу і стоку.

Рівняння динаміки ( напірного баку ) такої ємності має вигляд:

, (3.1)

де F – площа поперечного перетину бака, м²;  - коефіцієнт самовирівнювання об’єкта, який показує ступінь впливу рівня на витік.

Для статичного об’єкта з самовирівнюванням   0, 

.

це приріст об’єму рідини в ємності з урахуванням приросту висоти Н. G_ст = Н – це зміна витрати на стоку внаслідок самовирівнювання.

Загальну формулу для статичного об’єкта отримаємо, якщо розділимо вираз (3.1) на  :

(3.2)

де Х_вих – регульована зміна ( вихідна величина – рівень Н ); Up – регулююча дія

( вхідна величина ), Т =

- стала часу об’єкта, с.

Рівняння (3.2) - є математичною моделлю статичного об’єкту з самовирівнюванням, тобто, ємності із припливом і вільним стоком.

Х_вих
Стала часу Т (рис.3.6) - це час, за який вихідна регульована змінна Х_вих (рівень Н) досягла б свого нового значення H, якщо б вона змінювалась з постійною швидкістю, що дорівнює максимальному початковому значенню. Стала часу є мірою інерції об’єкта, чим більша стала часу, тим з меншою швидкістю змінюється вихідна регульована змінна і тим більшим буде час переходу до нового стану рівноваги, після дії вхідного збурення.
К_об =

- коефіцієнт підсилювання

або передачі об’єкта, є величина

Н

Х_вих = К_обУ_р

обернена степеня самовирівнювання

і являє собою відношення приросту

вхідної збурюючої дії в

усталеному режимі:
Н

або

Рис. 3.6. Стала часу.

В свою чергу К_об  У_р ми можемо перетворити помноживши і поділивши на Н₀ ( рівень, який необхідно підтримувати ):

,

а приріст помножити і поділити на максимальне навантаження G_max (для притоку і стоку ), то після перетворення отримаємо рівняння статичного ОР з самовирівнюванням в загальній формі:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 17

Схожі:

КУРС ЛЕКЦІЙ з дисципліни “ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ГАЛУЗІ”... Всі цитати, цифровий та фактичний матеріал, бібліографічні відомості перевірені. Написання одиниць відповідає стандартам	Навчально-методичний посібник для самостійного вивчення навчальної... «Товарознавство і комерційна діяльність», 05170104 «Технологія зберігання, консервування та переробки м’яса», 05170107 «Технологія...
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ... «Технологія зберігання, консервування та переробки молока» і «Технологія жирів і жирозамінників» напряму 0917 «Харчова технологія...	ІСТОРІЯ УКРАЇНИ Конспект лекцій для студентів технічних спеціальностей України. / Г. Ю. Каніщев, Ю.І. Кисіль, В. О. Малишев, Г. Г. Півень, О. А. Яцина. – Конспект лекцій для студентів технічних спеціальностей....
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ для студентів всіх спеціальностей і форм навчання Затверджено Васійчук В. О., Гончарук В.Є., Дацько О. С., Качан С.І., Козій О.І., Ляхов В. В., Мохняк С. М., Петрук М. П., Романів А. С., Скіра...	Курс лекцій Для студентів денної і заочної форми навчання Всіх спеціальностей університету ТЕМА ІНТЕЛЕКТУАЛЬНА ВЛАСНІСТЬ ЯК ПРАВО НА РЕЗУЛЬТАТИ ТВОРЧОЇ ДІЯЛЬНОСТІ ЛЮДИНИ
Курс лекцій Київ 2006 Київський Національний Університет культури і мистецтв Безклубенко Сергій Данилович. Основи філософських знань. Курс лекцій для слухачів Академії пепрукарського мистецтва та студентів...	Конспект лекцій для студентів усіх спеціальностей денної та заочної форм навчання Гуць В. С., Володченкова Н. В., Основи охорони праці: Конспект лекцій для студентів усіх спеціальностей денної та заочної форм навчання....
Курс лекцій СУМИ 2003 МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ СУМСЬКИЙ... Курс лекцій спрямований на надання студентам допомоги по вивченню навчального курсу з „Торгового права” та розрахований на студентів...	КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ для студентів економічних спеціальностей усіх форм навчання Проектний аналіз : конспект лекцій / укладачі: О. І. Карпіщенко, О. О. Карпіщенко. – Суми : Сумський державний університет, 2012....

Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання