Химическая реакторная модель

Откройте модель Simulink химического реактора.

open_system('scdcstr')

Реактор имеет три входных параметров и два выходных параметров.

Этот пример фокусируется на ответе от температуры хладагента, Coolant Temp, к остаточной концентрации, CA, когда концентрация канала и температура канала являются постоянными.

Для получения дополнительной информации о моделировании реакторов см. [1].

Постройте реакторный линейный ответ

Реакторная модель содержит блок Bode Plot из библиотеки Simulink Control Design Linear Analysis Plots. Блок сконфигурирован с:

Блок Bode Plot сконфигурирован, чтобы выполнить линеаризацию на возрастающих ребрах внешнего триггерного сигнала. Триггерный блок сигнала Линеаризации вычисляет триггерный сигнал и производит возрастающее ребро, когда остаточная концентрация удовлетворяет любому из следующих условий.

Чтобы просмотреть настройку блока Bode Plot, дважды кликните блок.

Чтобы просмотреть Диаграмму Боде для блока во время симуляции, необходимо открыть окно графика прежде, чем симулировать модель. Для этого нажмите Show Plot.

Симулируйте модель.

sim('scdcstr')

Диаграмма Боде показывает линеаризовавший реактор в трех рабочих точках, соответствующих триггерным сигналам, сгенерированным триггерным блоком сигнала Линеаризации.

Линеаризация при низких и высоких остаточных концентрациях подобна, но линеаризация во время перехода имеет существенно отличающееся усиление DC и характеристики фазы. В низких частотах фаза отличается 180 градусами, указывая на присутствие или нестабильного полюса или нуля.

Регистрируйте реакторный линейный ответ

Можно сохранить вычисленные линейные системы в рабочее пространство модели. Для этого используйте параметры на вкладке Logging блока.

В данном примере блок Bode Plot сконфигурирован, чтобы сохранить вычисленные ответы в рабочей области MATLAB® как LinearReactor структура.

LinearReactor

LinearReactor = 

  struct with fields:

         time: [3x1 double]
       values: [1x1x3x1 ss]
    blockName: 'scdcstr/Bode Plot'

В этой структуре, values поле хранит линейные системы как массив моделей в пространстве состояний LTI. Для получения дополнительной информации смотрите Массивы моделей. Соответствующие времена симуляции для линеаризации зарегистрированы time поле .

Получите вычисленные линейные модели.

P1 = LinearReactor.values(:,:,1);
P2 = LinearReactor.values(:,:,2);
P3 = LinearReactor.values(:,:,3);

Диаграмма Боде линейной системы во время 27 секунд, когда реакторные переходы от низко до высокой остаточной концентрации, указывает, что система могла быть нестабильной. Подтвердить этот результат, отображая линейные системы в формате нулей, полюсов и усиления.

zpk(P1)
zpk(P2)
zpk(P3)

ans =
 
  From input "Coolant Temp" to output "CSTR/2":
         -0.1028
  ----------------------
  (s^2 + 2.215s + 2.415)
 
Continuous-time zero/pole/gain model.


ans =
 
  From input "Coolant Temp" to output "CSTR/2":
        -0.07514
  ---------------------
  (s+0.7567) (s-0.3484)
 
Continuous-time zero/pole/gain model.


ans =
 
  From input "Coolant Temp" to output "CSTR/2":
        -0.020462
  ---------------------
  (s+0.8542) (s+0.7528)
 
Continuous-time zero/pole/gain model.

Закройте модель Simulink.

bdclose('scdcstr')

Ссылка

[1] Seborg, долина, Томас Эдгар и Дункан Мелличамп. Динамика процесса и управление, второй выпуск. John Wiley & Sons, Ltd, 2006.