Идентификация параметров динамических каналов воздушного теплообменника

Abstract

В статье проведено исследование способа выбора оптимального вида математической модели и определение ее параметров по каналам управления на примере воздушного теплообменника. С этой целью для выбора шаблона идентификации передаточной функции для объекта выполнен ряд активных экспериментов. Выбор использованных шаблонов обусловлен анализом литературы и ограниченным количеством коэффициентов идентификации. Увеличение порядка модели канала управления для прикладных задач не рационально по причине нелинейного характера свойств большинства технологических процессов. Результаты эксперимента подтвердили, что динамические параметры модели подвержены постоянным случайным изменениям. Для исследуемого теплового объекта управления, который расположен в отапливаемом помещении, колебания динамических параметров превышали 5%. Нелинейные свойства теплообменников обуславливают необходимость проведения ряда экспериментов. Анализ разгонных характеристик проводился численными методами для разных шаблонов путем минимизации отклонения между экспериментальными данными и линейной моделью. Для определения выходных параметров объекта управления были использованы три первичных преобразователя: два датчика температуры и один датчик влажности. Датчики температуры были установлены в одной точке пространства, но имели существенные отличия в конструкции и способе монтажа. В то же время результаты показывают, что теплообмен в таких объектах происходит достаточно сложно. Сравнение передаточных функций для двух датчиков температуры не позволяет по экспериментальным данным отделить динамику самого датчика от динамики объекта управления. Анализ результатов идентификации показал, что лучшим вариантом для данного объекта будет использование апериодического звена второго порядка с запаздыванием. При этом качество аппроксимации зависит от направления задающего воздействия.