Линеаризуйте пульповую бумажную модель процесса

Открыть скрипт

В этом примере показано, как линеаризовать модель процесса в установившейся рабочей точке.

Термомеханическое превращение в мягкую массу (TMP) является процессом для создания механической мякоти для газетной бумаги. В этом примере вы используете типичное расположение процесса относительно операции TMP 2D этапа:

  • В первой стадии первичная установка для очистки производит мякоть курса из канала щепы и воды.

  • На втором этапе вторичная установка для очистки далее разрабатывает пульповые способности к образованию химических связей так, чтобы это подошло для производства бумаги.

Каждая установка для очистки состоит из двух дисков с наложенными поверхностями с канавками. То, когда в операции, или эти два диска вращаются в противоположных направлениях или одном диске, вращается, в то время как другой диск остается стационарным.

Поверхности диска физически влияют на трехфазный поток деревянных волокон, пара и воды, которая передает из центра дисков установки для очистки к их периферии. Физический удар поверхностей диска на деревянных волокнах:

  1. Разрывает твердые химические и физические связи между волокнами

  2. Тщательно придает шероховатость поверхности отдельных волокон, позволяющих им сцепляться вместе на бумажном листе.

Главная цель управления объектом TMP состоит в том, чтобы применить достаточную энергию вывести мякоть с хорошими физическими свойствами, не подвергаясь избыточным затратам на энергию, или волокно повреждают из-за наложения чрезмерно высоких усилий, когда волокна проходят через установки для очистки. Практически, эта цель составляет управление отношением общей электроэнергии, примененной этими двумя установками для очистки к сухому массовому расходу жидкости деревянных волокон, то есть, управление предполагаемой определенной энергией применилось к мякоти.

Вторичная цель управления состоит в том, чтобы управлять пульповой непротиворечивостью, которая является отношением сухого массового расхода жидкости (волокна) к полному массовому расходу жидкости (вода & волокна) к значению, которое оптимизирует компромисс между потреблением энергии и пульповым качеством.

Процесс TMP имеет следующие входные параметры.

  • Питайте уровень микросхем (Об/мин канала)

  • Поток воды растворения к каждой из установок для очистки (Первичные и вторичные заданные значения растворения)

  • Заданные значения двум регулирующим контроллерам, которые управляют разрывом между вращающимися дисками в каждом наборе установок для очистки.

Процесс TMP имеет следующие выходные параметры.

  • Первичная и вторичная непротиворечивость установки для очистки

  • Первичные и вторичные моторные загрузки установки для очистки

  • Измерения монитора вибрации для этих двух установок для очистки

Откройте scdtmp модель, которая реализует термомеханический превращающийся в мягкую массу процесс.

mdl = 'scdtmp';
open_system(mdl)

В этом примере ваша цель состоит в том, чтобы найти линейную модель этой системы в установившихся условиях работы для следующих входных условий заданного значения.

  • Питайте уровень = 30

  • Первичный разрыв = 0.8

  • Первичное растворение = 170

  • Вторичный разрыв = 0.5

  • Вторичное растворение = 120

Найдите рабочие точки

Чтобы найти рабочую точку, сначала создайте объект спецификации рабочей точки использование operspec функция.

opspec = operspec(mdl)

opspec = 


 Operating point specification for the Model scdtmp.
 (Time-Varying Components Evaluated at time t=0)

States: 
----------
      <strong>x</strong>       <strong>Known</strong>    <strong>SteadyState</strong>    <strong>Min</strong>     <strong>Max</strong>    <strong>dxMin</strong>    <strong>dxMax</strong>
    <strong>______</strong>    <strong>_____</strong>    <strong>___________</strong>    <strong>____</strong>    <strong>___</strong>    <strong>_____</strong>    <strong>_____</strong>

(1.) scdtmp/TMP Refining Line/Fiber fill dynamics/Internal
    3.5556    false       true        -Inf    Inf    -Inf      Inf 
(2.) scdtmp/TMP Refining Line/Fiber water fill dynamics/Internal
    6.8283    false       true        -Inf    Inf    -Inf      Inf 
(3.) scdtmp/TMP Refining Line/Primary dilution/Internal
       170    false       true        -Inf    Inf    -Inf      Inf 
(4.) scdtmp/TMP Refining Line/Primary plate gap/Internal
       0.8    false       true        -Inf    Inf    -Inf      Inf 
(5.) scdtmp/TMP Refining Line/Primary refiner motor/LTI System/Internal
       8.5    false       true        -Inf    Inf    -Inf      Inf 
(6.) scdtmp/TMP Refining Line/Primary screw feeder/Internal
        30    false       true        -Inf    Inf    -Inf      Inf 
(7.) scdtmp/TMP Refining Line/Sec refiner motor/LTI System/Internal
       6.7    false       true        -Inf    Inf    -Inf      Inf 
(8.) scdtmp/TMP Refining Line/Secondary dilution/Internal
       0.5    false       true        -Inf    Inf    -Inf      Inf 
(9.) scdtmp/TMP Refining Line/Secondary plate gap/Internal
       0.5    false       true        -Inf    Inf    -Inf      Inf 

Inputs: 
----------
    <strong>u</strong>    <strong>Known</strong>    <strong>Min</strong>     <strong>Max</strong>
    <strong>_</strong>    <strong>_____</strong>    <strong>____</strong>    <strong>___</strong>

(1.) scdtmp/Feed rpm
    0    false    -Inf    Inf
(2.) scdtmp/Pri gap set point
    0    false    -Inf    Inf
(3.) scdtmp/Pri dil flow set point
    0    false    -Inf    Inf
(4.) scdtmp/Sec. gap set point
    0    false    -Inf    Inf
(5.) scdtmp/Sec. dilution set point
    0    false    -Inf    Inf

Outputs: 
----------
    <strong>y</strong>    <strong>Known</strong>    <strong>Min</strong>     <strong>Max</strong>
    <strong>_</strong>    <strong>_____</strong>    <strong>____</strong>    <strong>___</strong>

(1.) scdtmp/Out1
    0    false    -Inf    Inf
    0    false    -Inf    Inf
    0    false    -Inf    Inf
    0    false    -Inf    Inf
    0    false    -Inf    Inf
    0    false    -Inf    Inf

Задайте входное значение уровня канала и укажите, что это значение известно.

opspec.Inputs(1).u = 30;
opspec.Inputs(1).Known = 1;

Точно так же задайте известное первичное заданное значение разрыва.

opspec.Inputs(2).u = 0.8;
opspec.Inputs(2).Known = 1;

Задайте известное первичное заданное значение растворения.

opspec.Inputs(3).u = 170;
opspec.Inputs(3).Known = 1;

Задайте известное вторичное заданное значение разрыва.

opspec.Inputs(4).u = 0.5;
opspec.Inputs(4).Known = 1;

Задайте известное вторичное заданное значение растворения.

opspec.Inputs(5).u = 120;
opspec.Inputs(5).Known = 1;

Обрежьте модель для данных технических требований рабочей точки с помощью findop функция.

op = findop(mdl,opspec);

 Operating point search report:
---------------------------------

opreport = 


 Operating point search report for the Model scdtmp.
 (Time-Varying Components Evaluated at time t=0)

Operating point specifications were successfully met.
States: 
----------
    <strong>Min</strong>       <strong>x</strong>       <strong>Max</strong>    <strong>dxMin</strong>        <strong>dx</strong>        <strong>dxMax</strong>
    <strong>____</strong>    <strong>______</strong>    <strong>___</strong>    <strong>_____</strong>    <strong>__________</strong>    <strong>_____</strong>

(1.) scdtmp/TMP Refining Line/Fiber fill dynamics/Internal
    -Inf    3.5556    Inf      0               0      0  
(2.) scdtmp/TMP Refining Line/Fiber water fill dynamics/Internal
    -Inf    6.8283    Inf      0               0      0  
(3.) scdtmp/TMP Refining Line/Primary dilution/Internal
    -Inf       170    Inf      0               0      0  
(4.) scdtmp/TMP Refining Line/Primary plate gap/Internal
    -Inf       0.8    Inf      0               0      0  
(5.) scdtmp/TMP Refining Line/Primary refiner motor/LTI System/Internal
    -Inf    8.4952    Inf      0               0      0  
(6.) scdtmp/TMP Refining Line/Primary screw feeder/Internal
    -Inf        30    Inf      0               0      0  
(7.) scdtmp/TMP Refining Line/Sec refiner motor/LTI System/Internal
    -Inf    6.6385    Inf      0      1.7355e-12      0  
(8.) scdtmp/TMP Refining Line/Secondary dilution/Internal
    -Inf       120    Inf      0               0      0  
(9.) scdtmp/TMP Refining Line/Secondary plate gap/Internal
    -Inf       0.5    Inf      0               0      0  

Inputs: 
----------
    <strong>Min</strong>     <strong>u</strong>     <strong>Max</strong>
    <strong>___</strong>    <strong>___</strong>    <strong>___</strong>

(1.) scdtmp/Feed rpm
     30     30     30
(2.) scdtmp/Pri gap set point
    0.8    0.8    0.8
(3.) scdtmp/Pri dil flow set point
    170    170    170
(4.) scdtmp/Sec. gap set point
    0.5    0.5    0.5
(5.) scdtmp/Sec. dilution set point
    120    120    120

Outputs: 
----------
    <strong>Min</strong>        <strong>y</strong>        <strong>Max</strong>
    <strong>____</strong>    <strong>________</strong>    <strong>___</strong>

(1.) scdtmp/Out1
    -Inf    0.026027    Inf
    -Inf     0.39991    Inf
    -Inf     0.56757    Inf
    -Inf      8.4952    Inf
    -Inf     0.34914    Inf
    -Inf      6.6385    Inf

Линеаризуйте модель

Чтобы линеаризовать модель, сначала задайте точки ввода и вывода линеаризации.

В данном примере используйте следующие точки ввода.

  • Питайте уровень

  • Первичный разрыв

  • Первичное растворение

  • Вторичный разрыв

  • Вторичное растворение

io(1) = linio('scdtmp/Feed rpm',1,'input');
io(2) = linio('scdtmp/Pri gap set point',1,'input');
io(3) = linio('scdtmp/Pri dil flow set point',1,'input');
io(4) = linio('scdtmp/Sec. gap set point',1,'input');
io(5) = linio('scdtmp/Sec. dilution set point',1,'input');

Выход блока Mux содержит шесть выходных параметров модели в следующем порядке.

  • Первичная вибрация

  • Первичная непротиворечивость

  • Вторичная вибрация

  • Первичная моторная загрузка

  • Вторичная непротиворечивость

  • Вторичная моторная загрузка

io(6) = linio('scdtmp/Mux',1,'output');

Линеаризуйте модель в вычисленной установившейся рабочей точке.

sys = linearize(mdl,op,io);

Можно просмотреть ответ для получившейся линейной системы от любого входа до любого выхода. Например, постройте Предвещать ответ между первичным заданным значением разрыва и первичной непротиворечивостью.

bode(sys(2,2))

Смотрите также

| | |

Похожие темы

Документация Simulink Control Design

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте