Курсовая: Моделирование систем управления
Курсовая: Моделирование систем управления
СОДЕРЖАНИЕ
1 Задание............................
2 Анализ технологического аппарата как объекта управления......
3 Математическое описание динамики объекта управления.......
4 Исследование динамики объекта управления.............
5 Исследование переходных процессов в АСР............
Заключение.........................
Список используемых источников................
Перечень приложений......................
1 ЗАДАНИЕ
Химический реактор периодического действия с мешалкой и рубашкой.
В снабженный мешалкой химический реактор (рис.1) с постоянным объемом
реакционной смеси, внутренним диаметром 1 м, внешним диаметром 1.1 м и высотой
1.515 м, загружается жидкая смесь веществ А и В температурой tвх=15ºС,
концентраций CАвх=20 моль/м3 и CВвх
=100 моль/м3. В реакторе протекает химическая реакция по схеме А + В 
С со скоростью реакции r=A*exp(-E/(R*T)*СA*CB,моль/(м
3*с). Здесь множитель А = 30 (моль*с*м3)-1, энергия
активации Е = 40000 Дж/моль, универсальная газовая постоянная R=8.314
Дж/(моль*К) и температура смеси в реакторе Т, К. Тепловой эффект
экзотермической химической реакции 
10000 Дж/моль. Для поддержания необходимых условий протекания реакции в рубашку
для нагрева подается теплоноситель температурой tтгвх=90
0С, для охлаждения tтхвх=150С.
Коэффициент теплопередачи от теплоносителя к реакционной массе Кт =
1000 Дж/(м2*с*К). На входе в рубашку установлены клапаны для подачи
горячего и холодного теплоносителя с пропускной способностью Kv
1 и Kv2 соответственно. Давление
теплоносителя перед клапаном равно Рт = 230000 Па.
Давление теплоносителя в рубашке равно Ра= 101325 Па. Теплоемкости
и плотности реакционной массы и теплоносителя считаются постоянными и равны
соответственно 3500 Дж/(кг*К), 800 кг/м3; Срт= 4100
Дж/(кг*К), р2= 1000 кг/м3.
Параметры системы регулирования: Пи - регулятор, зона нечувствительности
D=0%, инерционность датчика Т=170 с, диапазон измерения - 50 –(+ 120
0С.)
Требуется: 1) произвести моделирование СУ, которое включает в себя
математическое описание технологического аппарата как ОУ, регулятора,
исполнительного механизма и чувствительного элемента; 2) для объекта химический
реактор периодического действия с мешалкой и рубашкой (рис.1) получить и
проанализировать: а) динамические характеристики вида СА(t), СВ
(t),
Сc(t), Тт(t), Т(t) ; б) переходные характеристики по
каналам Твых (t),Твых изм (t)
при задающем воздействии Твх (рис.2) ; в) переходные характеристики по
каналам передачи воздействия tтгвх
Твых tтхвх
Твых при соответствующем изменении значений пропускной способности
клапанов на входе в рубашку и настроек регулятора.
Рис.1 Химический реактор с рубашкой и мешалкой
Рис. 2 Задающее воздействие 2 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
АППАРАТА КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ
Рассмотрим химический реактор с мешалкой и рубашкой как объект управления.
Любой технологический процесс как объект управления характеризуется
следующими основными группами переменных.
1. Переменные, изменением которых система регулирования может
воздействовать на объект с целью управления. Совокупность этих переменных
называют вектором регулирующих воздействий. Обычно регулирующими
воздействиями служат изменения расходов материальных потоков или потоков
энергии.
2. Переменные, изменение которых не связаны с воздействием системы
регулирования. Эти изменения отражают влияние на регулируемый объект внешних
условий, изменения характеристик самого объекта и т.п. Их называют
возмущающими воздействиями
В первую группу входных переменных необходимо включить Gt и Tt а во
вторую- CAвх, СBвх, Tвх
,Рt и Ра. Выходные переменные объекта - это те, значения которых вследствие
изменения входных переменных меняются. В нашем случае
таковыми являются СAвых, СBвых, СCвых, Gtвых, Тtвых, Твых.
Таким образом, химический реактор с мешалкой и рубашкой может быть
проиллюстрирован на рисунке 3.
 
Tt
Рис.3 Химический реактор с мешалкой и рубашкой как ОУ
3 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ДИНАМИКИ ОБЪЕКТА
УПРАВЛЕНИЯ
Запишем уравнение динамических режимов исследуемого объекта. Составим
соответствующие уравнения для каждой из входных переменных.
1) Покомпонентный материальный баланс в динамическом режиме получаем так:
[накопление комп. I] = [приход комп. I] –[ уход комп. I]
D(Са*V1)=G1вх*САвх*Dt- r *V1*Dt
Умножим это уравнение на 1/Dt и устремим Dt к нулю, при условии, что объем
смеси в аппарате остается постоянным V1=const, тогда имеем:
V1*dCА/dt=G1вх*САвх- r *V1 (1)
СА|t=0 =САBX
В уравнении (1) r- скорость накопления компонента, a [моль/(м3*с)].
Так как в нашем случае в реакторе протекает необратимая эндотермическая
реакция по схеме
А+В С+DН
где k-константа скорости химической реакции
k=A*exp(-E/RT))
r=k*CА*СB,
r =-A *exp(-E/(R*T))*CА*CВ (1’)
Т.о. учитывая периодичность процесса и допуская что объем реактора
заполняется полностью за один цикл, получаем уравнение для вещества А:
dCА/dt= - A *exp(-E/(R*T))*CА*CВ (1’’)
Для компонента B и C по аналогии получим
dCB/dt= - A *exp(-E/(R*T))*CА*CВ (2’)
СВ½t=0 =СВBX
Для компонента С имеем:
dCC/dt= A *exp(-E/(R*T))*CА*CВ (3)
СС½t=0 =0
Здесь CА, CВ, CС – концентрации веществ А, В и С соответственно,[моль/м3]
Т- температура смеси на выходе, [0С].
А- тепловой множитель, [моль/с* м3]; Е- энергия активации,[ Дж/моль];
R=8,31 [Дж/моль*K] газовая постоянная;
2) Запишем тепловой (энергетический) баланс для объема реактора, учитывая,
что приход и уход компонентов отсутствует:
D(Cp1*r1*V1*Tвых)=K*S*(Tтвых
-Tвых)* Dt+DH* A *exp(-E/(R*T))*CА*CВ *V1
*Dt T½t=0 =TBX
(4) ,
где К- коэффициент теплопередачи [Дж/(м2*с*К)];
S-площадь боковой поверхности реактора,[м2];
Сp1-теплоемкость смеси [Дж/(кг*К)];
V1-объем реактора,[м3];
r1 – плотность смеси ,[кг/м3];
DH- энтальпия, [Дж/моль].
Преобразуем уравнение (4)
Cp1*r1*V1*dTвых/dt= K*S *(Tтвых-Tвых) +DH* A *exp(-E/(R*T))*CА*CВ *V1 (5)
T½t=0 =TBX
3) Запишем тепловой баланс для рубашки:
D(Cp2*r2*V2*Tтвых)=Gтвх*r2*Сp2*(Tтвх-Tтвых) *Dt-K*S*(Tтвых-Tвых)*Dt (6)
Tт½t=0 =Tт BX
Сp2-теплоемкость теплоносителя [Дж/(кг*К)];
V2-объем рубашки,[м3];
r2 – плотность теплоносителя, [кг/м3];
Gт – расход теплоносителя, [м3 /с].
Преобразуем уравнение (6)
Cp2*r2*V2*dTTвых/dt=GTвх*r2*Сp2 *(Tтвх-Tтвых) -K*S *(Tтвых-Tвых) (7)
Tт½t=0 =Tт BX
4) Материальный баланс для рубашки:
Запишем общий материальный баланс:
Gtвх=Gtвых
Gt=0.1*(kv1+kv2)*(ÖPt-Pa/r2 )/3600 (8)
где kv1 и kv2 – пропускная способность клапанов горячего и холодного
теплоносителя соответственно;
Pt- давление теплоносителя перед клапаном, Па;
Ра- давление теплоносителя в рубашке, Па.
Итак, имеются шесть уравнений для определения значений пяти выходных
переменных CА, СВ, CС, Tтвых, Tвых.
Таким образом, математическое описание динамики реактора с мешалкой и
рубашкой периодического действия представляет собой систему дифференциальных
уравнений (1), (2), (3), (5), (7), (8) с начальными условиями.
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ
Для получения некоторой переходной характеристики объекта необходимо каждый
раз решать систему уравнений, описывающую его динамику.
4.1 Переходные характеристики объекта в динамическом режиме.
Рис.4 Переходные характеристики Т(t), Tt(t) объекта при подаче горячего
теплоносителя в рубашку.
Рис. 5 Переходные характеристики СА(t), СВ(t), Сc
(t) объекта при подаче горячего теплоносителя в рубашку.
Программа, описывающая динамику ОУ, представлена в приложении А.
4.2 Переходная характеристика при входном воздействии в виде кусочно-линейной
зависимости
При получении переходной характеристики объекта по каналам Твх® С
Aвых, СBвых, СCвых,
Gtвых, Тtвых, Твых в случае, если на объект
действует ступенчатое воздействие, представленное на рис. 2, Полученная
переходная характеристика, построенная с помощью программы приведенной в
приложении Б, представлена на рис. 6
Рис. 6а Переходная характеристика объекта по каналам СAвых, СBвых, СCвых
в случае, если на объект действует ступенчатое возмущение.
рис. 6б Переходная характеристика объекта по каналам Твых , Тв , Тtвых
в случае, если на объект действует ступенчатое возмущение.
5 ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕСООВ ВАТОМАТИЧЕСКОЙ
СИСТЕМЕ РЕГУЛИРОВАНИЯ
Выбор структуры АСР
Для регулирования температуры смеси на выходе реактора, соответствующей
номинальному статическому режиму, можно изменять пропускную способность
клапанов горячего и холодного теплоносителей на входе в рубашку, подавая их
попеременно. Необходимо также подобрать оптимальные настройки регулятора, при
которых объект будет иметь характеристику, максимально приближенную к
заданному значению. В качестве чувствительного элемента введем датчик
температуры на выходе реактора. Структурная схема этой АСР представлена на
рис.7.
Рис. 7 Схема АСР температуры смеси на выходе из реактора
Для моделирования переходных процессов в АСР температуры смеси в реакторе,
необходимо иметь математическое описание этой системы регулирования.
Уравнение регулятора, в качестве которого в нашем случае выбран ПИ-регулятор
(объект инерционен), с введением динамической ошибки для заданной зоны
нечувствительности и в заданном диапазоне измерения температуры, выглядит
следующем образом:
Xp=Кp*E+1/TuòE*dt, где
E= Tизм- Tvx/Ео*100 – динамическая ошибка регулирования; Ео-размах шкалы;
Xp-отвечает за открытие клапанов и находится в пределах ограничения на
выходные значения выходного сигнала;
Кр- коэффициент передачи регулятора;
Ти- время изодрома [c];
Запишем уравнение для датчика температуры на выходе регулятора:
Td* dTизм /dt= -Tизм+T, где
Td-инерционность датчика, с;
Tизм- температура смеси, измеряемая датчиком на выходе;
T- температура смеси на выходе из реактора.
Для того, чтобы рассчитать переходной процесс в АСР температуры смеси в
реакторе, если на систему действует представленное на рис. 2 возмущающее
воздействие, была разработана программа (см. приложение В), при этом Твх
во времени изменялось в соответствии с заданием, а остальные входные переменные
задавались согласно номинальному статическому режиму.
На рис. 8а, 8б, 8в показаны переходные процессы при задающем воздействии
Tv(t), представленном на рис.2 с использованием ПИ-регулятора, а также
изменение регулирующего значения Xp во времени при оптимальных настройках
регулятора.
Рис 8а
Рис 8б
Рис 8в
Таким образом, исследовано динамическое поведение АСР температуры смеси на
выходе из ёмкости в различных ситуациях при различных параметрах настройки
регулятора, пропускной способности клапанов и законах регулирования. Это
дало определённую информацию о системе регулирования и позволило выявить её
характерные особенности.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Основные результаты проведённых исследований состоят в следующем:
- проанализирован химический реактор с мешалкой и рубашкой
периодического действия как объект управления;
- разработано математическое описание динамики объекта;
- получены и проанализированы динамические характеристики СА
(t), СВ(t), Сc(t), Тт(t), Т(t) объекта;
- получена переходная характеристика по каналу передачи воздействия Т
вх®Т смеси в реакторе при подаче на объект заданного возмущения в виде
кусочно-постоянной функции;
- предложена структура АСР температуры смеси на выходе из реактора;
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Дудников Е.Г. Автоматическое управление в химической
промышленности. М.: Химия, 1987.-386с.
2. Кроу К., Гамилец А., Хоффман Т. Математическое моделирование
химических производств. М.: Мир, 1973.- 392 с.
3. Бояринов А.И., Кафаров В.В. Методы оптимизации в химической технологии.-
М.:Химия, 1969.-564с.
4. Стандарт предприятия. Проекты дипломные и курсовые. Правила оформления.
СТП ТИХМ 03-93.
5. Кулаков Ю.В., Шамкин В.Н. Математическое моделирование технологических
объектов и систем управления. Тамбов, 1997.-40с.
Приложение А
Программа описания динамики ОУ
dt=10;
tk=10000;
t=[0:dt:tk];
n=length(t);
% uravnenie materialnogo balansa dlya teplonositelya
kv1=1; % propusknaya sposobnost klapana goryachego teplonositelya
kv2=0; % propusknaya sposobnost klapana holodnogo teplonositelya
Pt=230000; % davlenie teplonositelya pered klapanom
Pa=101325; % davlenie teplonositelya v rubashke
ro2=1000; % plotnost teplonositelya
Gt=0.1*(kv1+kv2)*((Pt-Pa)/ro2)^0.5/3600; % rashod teplonositelya
N=zeros(1,n);
A=30; % koefficient
E=40000; % energia aktivacii
R=8.314; % gasovaya const
T=zeros(1,n); % temperatura smesi v reaktore
Tvh=15; % temperatura smesi na vhode v reaktor
ca=zeros(1,n);
cavh=20; % konzentraziya komponenta "A" na vxode v reaktor
cb=zeros(1,n);
cbvh=100; % konzentraziya komponenta "B" na vxode v reaktor
cc=zeros(1,n);
K=1000; % koefficient teploprovodnosti
d=1.0; % diametr reaktora
H=1.515; % visota reaktora
s=3.14*d*H; % ploshad bokovoj poverhnosti reaktora
Tt=zeros(1,n); % temperatura smesi teplonositela
Tt1=90; % temperatura teplonositelya 1 na vhode v rubashku
deltaH=10000; % teplovoi effekt reakcii
v1=3.14*H*d^2/4; % ob`em reaktora
ro1=800; % plotnost reakcionnoi massi
cp1=3500; % teploemkost smesi v reaktore
cp2=4100; % teploemkost teplonositelya
a1=1;
D=1.1;
v2=3.14*H*D^2/4-v1; % ob'em rubashki
% nachalnie uslovia
T(1,1)=Tvh; % temperatura smesi v reaktore
ca(1,1)=cavh; % konzentraziya komponenta "A" v reaktore
cb(1,1)=cbvh; % konzentraziya komponenta "B" v reaktore
cc(1,1)=0; % konzentraziya komponenta "C" v reaktore
Tt(1,1)=Tt1; % temperatura teplonositelya v rubashke
for i=2:n
% skorost reakcii
N(1,i)=A*exp(-E/(R*T(1,i-1)))*ca(1,i-1)*cb(1,i-1);
% pokomponentniy materialniy balans dlya reaktora
ca(1,i)=-N(1,i)*dt+ca(1,i-1); % konzentraziya komponenta "A" v reaktore
cb(1,i)=-N(1,i)*dt+cb(1,i-1); % konzentraziya komponenta "B" v reaktore
cc(1,i)=N(1,i)*dt+cc(1,i-1); % konzentraziya komponenta "C" v reaktore
% teplovoy balans (T-reaktor, Tt-rubashka)
T(1,i)=(K*s*(Tt(1,i-1)-T(1,i-1))+deltaH*N(1,i)*v1)*dt/(ro1*v1*cp1)+T(1,i-1);
Tt(1,i)=Tt(1,i-1)+dt*(Gt*ro2*cp2*a1*(Tt1-Tt(1,i-1))-K*s*(Tt(1,i-1)-T(1,i-
1)))/(ro2*v2*cp2);
end
% postroenie grafikov
figure(1)
plot(t,T,'b');
hold on;
plot(t,Tt,'r');
legend('T','Tt');
hold on;
grid on;
title('GRAFIKI TEMPERATUR');
figure(2)
plot(t,ca,'b');
hold on;
plot(t,cb,'r');
hold on;
plot(t,cc,'g');
legend('ca','cb','cc');
hold on;
grid on;
title('GRAFIKI KONCENTRACIY');
Приложение Б
Программа для построения переходных характеристик при кусочно-линейном
воздействии на объект в динамическом режиме
dt=1;
tk=10000;
t=[0:dt:tk];
n=length(t);
% uravnenie materialnogo balansa dlya teplonositelya
kv1=1; % propusknaya sposobnost klapana goryachego teplonositelya
kv2=0; % propusknaya sposobnost klapana holodnogo teplonositelya
Pt=230000; % davlenie teplonositelya pered klapanom
Pa=101325; % davlenie teplonositelya v rubashke
ro2=1000; % plotnost teplonositelya
Gt=0.1*(kv1+kv2)*((Pt-Pa)/ro2)^0.5/3600; % rashod teplonositelya
N=zeros(1,n);
A=30; % koefficient
E=4000; % energia aktivacii
R=8.314; % gasovaya const
T=zeros(1,n); % temperatura smesi v reaktore
Tvh=15; % temperatura smesi na vhode v reaktor
ca=zeros(1,n);
cavh=20; % konzentraziya komponenta "A" na vxode v reaktor
cb=zeros(1,n);
cbvh=100; % konzentraziya komponenta "B" na vxode v reaktor
cc=zeros(1,n);
K=1000; % koefficient teploprovodnosti
d=1.0; % diametr reaktora
H=1.515; % visota reaktora
s=3.14*d*H; % ploshad bokovoj poverhnosti reaktora
Tt=zeros(1,n); % temperatura smesi teplonositela
Tt1=90; % temperatura teplonositelya 1 na vhode v rubashku
Tt2=15; % temperatura teplonositelya 2 na vhode v rubashku
deltaH=10000; % teplovoi effekt reakcii
v1=3.14*H*d^2/4; % ob`em reaktora
ro1=800; % plotnost reakcionnoi massi
cp1=3500; % teploemkost smesi v reaktore
cp2=4100; % teploemkost teplonositelya
a1=0;
a2=1;
D=1.1;
v2=3.14*H*D^2/4-v1; % ob'em rubashki
% nachalnie uslovia
T(1,1)=Tvh; % temperatura smesi v reaktore
ca(1,1)=cavh; % konzentraziya komponenta "A" v reaktore
cb(1,1)=cbvh; % konzentraziya komponenta "B" v reaktore
cc(1,1)=0; % konzentraziya komponenta "C" v reaktore
Tt(1,1)=Tt1; % temperatura teplonositelya v rubashke
% zadanie vozmusheniya
Tv=zeros(1,n);
tau1=4000;
tau2=7500;
tau3=10000;
t1=[0:dt:tau1];
t2=[0:dt:tau2];
t3=[0:dt:tau3];
n1=length(t1);
n2=length(t2);
n3=length(t3);
for i=1:n1
Tv(i)=(45/4000)*i*dt+15;
end
for i=(n1+1):n2
Tv(i)=60;
end
for i=(n2+1):n3
Tv(i)=-0.008*i*dt+120;
end
for i=2:n
% skorost reakcii
N(1,i)=A*exp(-E/(R*T(1,i-1)))*ca(1,i-1)*cb(1,i-1);
% pokomponentniy materialniy balans dlya reaktora
ca(1,i)=-N(1,i)*dt+ca(1,i-1); % konzentraziya komponenta "A" v reaktore
cb(1,i)=-N(1,i)*dt+cb(1,i-1); % konzentraziya komponenta "B" v reaktore
cc(1,i)=N(1,i)*dt+cc(1,i-1); % konzentraziya komponenta "C" v reaktore
% teplovoy balans (T-reaktor, Tt-rubashka)
T(1,i)=(K*s*(Tt(1,i-1)-Tv(1,i-1))+deltaH*N(1,i)*v1)*dt/(ro1*v1*cp1)+T(1,i-1);
Tt(1,i)=Tt(1,i-1)+dt*(Gt*ro2*cp2*(a1*(Tt1-Tt(1,i-1))+a2*(Tt2-Tt(1,i-1)))-
K*s*(Tt(1,i-1)-Tv(1,i-1)))/(ro2*v2*cp2);
end
% postroenie grafikov
figure(1)
plot(t,T,'b');
hold on;
plot(t,Tt,'r');
hold on;
plot(t,Tv,'g');
legend('T','Tt','Tv');
hold on;
grid on;
title('GRAFIKI TEMPERATUR');
figure(2)
plot(t,ca,'b');
hold on;
plot(t,cb,'r');
hold on;
plot(t,cc,'g');
legend('ca','cb','cc');
hold on;
grid on;
title('GRAFIKI KONCENTRACIY');
Приложение В
Программа для построения переходных процессов в АСР температуры смеси на
выходе из реактора
dt=10;
tk=10000;
t=[0:dt:tk];
n=length(t);
% uravnenie materialnogo balansa dlya teplonositelya
kv1=10; % propusknaya sposobnost klapana goryachego teplonositelya
kv2=10; % propusknaya sposobnost klapana holodnogo teplonositelya
Pt=230000; % davlenie teplonositelya pered klapanom
Pa=101325; % davlenie teplonositelya v rubashke
ro2=1000; % plotnost teplonositelya
N=zeros(1,n);
A=30; % koefficient
E=4000; % energia aktivacii
R=8.314; % gasovaya const
T=zeros(1,n); % temperatura smesi v reaktore
Tvh=15; % temperatura smesi na vhode v reaktor
ca=zeros(1,n);
cavh=20; % konzentraziya komponenta "A" na vxode v reaktor
cb=zeros(1,n);
cbvh=100; % konzentraziya komponenta "B" na vxode v reaktor
cc=zeros(1,n);
K=1000; % koefficient teploprovodnosti
d=1.0; % diametr reaktora
H=1.515; % visota reaktora
s=3.14*d*H; % ploshad bokovoj poverhnosti reaktora
Tt=zeros(1,n); % temperatura smesi teplonositela
Tt1=90; % temperatura teplonositelya 1 na vhode v rubashku
Tt2=15; % temperatura teplonositelya 2 na vhode v rubashku
deltaH=10000; % teplovoi effekt reakcii
v1=3.14*H*d^2/4; % ob`em reaktora
ro1=800; % plotnost reakcionnoi massi
cp1=3500; % teploemkost smesi v reaktore
cp2=4100; % teploemkost teplonositelya
a1=0;
a2=1;
D=1.1;
v2=3.14*H*D^2/4-v1; % ob'em rubashki
en=zeros(1,n);
Tizm=zeros(1,n);
Tizm(1,1)=15;
Td=160;
del=2;
Kp=100;
Ti=500000;
sum=0;
Xpn=zeros(1,n);
% nachalnie uslovia
T(1,1)=Tvh; % temperatura smesi v reaktore
ca(1,1)=cavh; % konzentraziya komponenta "A" v reaktore
cb(1,1)=cbvh; % konzentraziya komponenta "B" v reaktore
cc(1,1)=0; % konzentraziya komponenta "C" v reaktore
Tt(1,1)=Tt1; % temperatura teplonositelya v rubashke
% zadanie vozmusheniya
Tv=zeros(1,n);
tau1=4000;
tau2=7500;
tau3=10000;
t1=[0:dt:tau1];
t2=[0:dt:tau2];
t3=[0:dt:tau3];
n1=length(t1);
n2=length(t2);
n3=length(t3);
for i=1:n1
Tv(i)=(45/4000)*i*dt+15;
end
for i=(n1+1):n2
Tv(i)=60;
end
for i=(n2+1):n3
Tv(i)=-0.008*i*dt+120;
end
for i=2:(n-1)
if i*dt >tau2
a1=0;
a2=1;
kv1=0;
kv2=16;
else a1=1;
a2=0;
kv1=16;
kv2=0;
end
if a2>0.5
e=(Tizm(1,i-1)-Tv(1,i-1))/120*100;
else
e=-(Tizm(1,i-1)-Tv(1,i-1))/120*100;
end
en(1,i-1)=e;
if abs(e)<del/2
e=0;
else e=(abs(e)-del/2)*sign(e);
end
Xp=Kp*e+sum*dt/Ti*Kp;
if Xp<0 Xp=0;
end
if Xp>100 Xp=100;
end
Xpn(1,i)=Xp;
% skorost reakcii
N(1,i)=A*exp(-E/(R*T(1,i-1)))*ca(1,i-1)*cb(1,i-1);
% pokomponentniy materialniy balans dlya reaktora
ca(1,i)=-N(1,i)*dt+ca(1,i-1); % konzentraziya komponenta "A" v reaktore
cb(1,i)=-N(1,i)*dt+cb(1,i-1); % konzentraziya komponenta "B" v reaktore
cc(1,i)=N(1,i)*dt+cc(1,i-1); % konzentraziya komponenta "C" v reaktore
% rashod teplonositelya
Gt=0.1*(kv1+kv2)*Xp/100*((Pt-Pa)/ro2)^0.5/3600; % rashod teplonositelya
% teplovoy balans (T-reaktor, Tt-rubashka)
T(1,i)=(K*s*(Tt(1,i-1)-T(1,i-1))+deltaH*N(1,i)*v1)*dt/(ro1*v1*cp1)+T(1,i-1);
Tt(1,i)=Tt(1,i-1)+dt*(Gt*ro2*cp2*(a1*(Tt1-Tt(1,i-1))+a2*(Tt2-Tt(1,i-1)))-
K*s*(Tt(1,i-1)-T(1,i-1)))/(ro2*v2*cp2);
% yravnenie datchica
Tizm(1,i)=(T(1,i-1)-Tizm(1,i-1))*dt/Td+Tizm(1,i-1);
sum=sum+e;
end
% postroenie grafikov
figure(1)
plot(t,T,'b');
hold on;
plot(t,Tt,'r');
hold on;
plot(t,Tv,'g');
hold on;
plot(t,en,'y');
hold on;
plot(t,Tizm,'m');
hold on;
legend('T','Tt','Tv','en','Tizm');
hold on;
grid on;
title('GRAFIKI TEMPERATUR');
figure(2)
plot(t,ca,'b');
hold on;
plot(t,cb,'r');
hold on;
plot(t,cc,'g');
legend('ca','cb','cc');
hold on;
grid on;
title('GRAFIKI KONCENTRACIY');
figure(3)
plot(t,Xpn,'m');
legend('Xpn');
hold on;
grid on;
title('REGULIROVANIE'); |
