ИССЛЕДОВАНИЕ ШАХТНОЙ ЗЕРНОСУШИЛКИ КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ
Источник:
Моделирование и разработка систем автоматического управления основаны на информации о статических и динамических характеристиках объектов управления. С целью её получения выполнены экспериментальные исследования зерносушилки СЗШ-8.
Для измерения температуры и влажности зерна сушильную камеру снабдили преобразователями температуры и пробоотборниками, которые разместили в семи зонах по её высоте. Поддержание температуры теплоносителя и экспозиции сушки на постоянном уровне осуществили автоматическими регуляторами.
Методом типовых возмущений получили реализации переходных процессов по каналам управляющих воздействий сушильной камеры, рис. 1. Приняты следующие обозначения: W0, W - начальная и конечная влажность зерна; и - начальная и конечная температура зерна; - температура теплоносителя; ω - частота колебаний выгрузного аппарата.
Рисунок 1. Схема сушильной камеры
На рис. 2 представлен вид переходного процесса по каналу и показан результат его аппроксимации уравнениями динамических звеньев первого и второго порядка. Погрешность аппроксимации, оценили по максимальному относительному отклонению экспериментальных данных от моделируемых. Для звена первого порядка она составила 18-22 %, для звена второго порядка - 6-9 %. Дальнейшее усложнение аппроксимирующего выражения не привело к существенному уменьшению погрешности, поэтому уравнение звена второго порядка с запаздыванием использовали как основное аппроксимирующее выражение.
Рисунок 2. Переходный процесс по каналу для 15-го ряда коробов и его аппроксимация уравнениями динамических звеньев: 1 - первого порядка; 2 - второго порядка
Динамические свойства по каналам передачи возмущающих воздействий , и аппроксимировали уравнением усилительного динамического звена с чистым запаздыванием.
В результате исследований определили вид и значения параметров передаточных функций сушильной камеры по прямым и перекрестным каналам передачи управляющих и возмущающих воздействий, табл. 1.
Из данных таблицы следует, что динамические свойства различных по высоте сушильной камеры зон описываются передаточными функциями различного вида. Такое различие динамической структуры объекта по высоте обусловлено качественными отличиями процессов, протекающих в указанных зонах. Приведенные данные отражают многосвязность сушильной камеры как объекта управления и наличие в ней внутренних перекрестных связей между отдельными каналами передачи сигналов.
Пределы изменения параметров передаточных функций представлены в табл. 2, а статических коэффициентов передачи в табл. 3.
Таблица 1. Передаточные функции сушилки СЗШ-8
Таблица 2. Постоянные времени передаточных функций
|
Постоянная времени |
Пределы изменения по каналам передачи, мин |
|||
|
|
|
ω - W |
|
|
|
T1 |
14,38-32,32 |
10,06-19,53 |
15,19-31,93 |
-25,83-(-14,24) |
|
Т2 |
6,66-15,36 |
4,49-9,23 |
6,76-15,56 |
7,69-14,39 |
|
Т3 |
- |
- |
- |
-7,98-(- 4,61) |
|
|
- |
- |
- |
-2,19-68,21 |
|
|
- |
- |
- |
69,14-46,12 |
|
τ0 |
11,3-12,9 |
3,7-5,1 |
6,7-16,7 |
- |
Таблица 3. Статические коэффициенты передачи
|
Канал передачи |
Единица измерения |
Пределы изменения |
|
|
оС/оС |
0,035-0,351 |
|
ω - W |
%/мин-1 |
- 0,034-0,349 |
|
|
%/оС |
0,007-0,05 |
|
|
оС/мин-1 |
- 1,13-0,785 |
|
|
оС/% |
-1,769-1,009 |
|
W0 - W |
%/% |
0,507-0,932 |
Установлено, что постоянные времени передаточных функций изменяются по высоте сушильной камеры, что характеризует её как распределенный динамический объект. На рис. 3 представлены зависимости изменения постоянных времени для канала . Из протекания зависимостей видно, что в направлении увеличения ряда коробов постоянные времени возрастают. Этим подтверждается их зависимость от экспозиции сушки.
Выявлена зависимость параметров передаточных функций от характеристик обрабатываемого зернового вороха и режима сушки. На рис. 3 показана зависимость постоянных времени от начальной влажности W0 зерна, а на рис. 4 - от частоты колебаний выпускного аппарата. Из них видно, что большим значениям W0 и ω соответствуют меньшие значения постоянных времени, что указывает на то, что слой более влажного и быстро перемещающегося зерна нагревается быстрее. Это объясняется уменьшением объемной теплоемкости подвижного слоя зерна при увеличении его влажности и скорости перемещения по сушильной камере.
Рисунок 3. Изменение постоянных времени по высоте сушильной камеры для канала при различных W0: Т1, Т2 - при W0=18 %, - при W0=26 %
Рисунок 4. Зависимость постоянных времени по каналу от ω для 15-го ряда коробов:
Рисунок 5. Переходные процессы по каналам и для 15-го ряда коробов при
Изменение числовых значений постоянных времени под влиянием W0 и ω в пределах их возможных изменений достигает 20 % и более.
Между процессами нагрева и изменения влажности зерна в сушильной камере заметна связь, учитывая которую переходный процесс изменения температуры зерна при возмущении по температуре теплоносителя можно интерпретировать следующим образом, рис. 5. После возмущения переходный процесс протекает в два периода. Первый характеризуется интенсивным повышением температуры зерна. Скорость изменения температуры в этом периоде определяется только теплоинерционными свойствами зернового слоя, так как изменение его влажности W из-за большой инерционности невелико и практически не влияет на приращение температуры . Продолжительность периода составляет 20-25 минут.
Во втором периоде начинается интенсивное изменение влажности W, что приводит к постепенному перераспределению составляющих теплового баланса процесса сушки. Доля теплоты затрачиваемой на испарение влаги из зерна возрастает, поэтому процесс его нагрева существенно замедляется. Дальнейшее изменение температуры зерна полностью определяется инерционностью поля его влагосодержания и характером взаимной связи процессов тепло- и массопереноса. Поэтому, время окончания переходных процессов по каналам и практически одинаково и определяется экспозицией сушки .
Для разработки систем автоматического регулирования температуры зерна важно правильно оценить инерционные свойства сушильной камеры по каналу регулирования . Расчет регулятора по завышенным данным ведет к снижению быстродействия системы, а необоснованное занижение - к потере устойчивости. Применительно к каналу обоснованным, с точки зрения максимального быстродействия системы, является выбор постоянных времени передаточной функции на основе информации о времени затухания переходных процессов, обусловленных теплоинерционными свойствами зернового слоя. На основе полученных данных постоянные времени можно принять изменяющимися в диапазоне T1=4,9-6,1 мин, T2=2,3-3,1 мин. Причем, их меньшие значения соответствуют большим влажностям ( W0 ≥22%) и скоростям перемещения ( ) зерна по сушильной камере.
Анализ переходных процессов, рис. 6, по каналу - также подтверждает существование связи между процессами изменения температуры и влажности зерна. При скачкообразном изменении ω изменение протекает в два периода. В первом причиной изменения является резкое изменение состояния подвижного зернового слоя. Так увеличение ω ведет к разуплотнению и снижению аэродинамического сопротивления подвижного слоя зерна. Это вызывает увеличение подачи теплоносителя в сушильную камеру и, при постоянстве его температуры, ведет к увеличению количества теплоты, подводимой к зерну. Вследствие этого увеличивается его температура. Влажность W зерна из-за большой инерционности в этом периоде практически не меняется и не влияет на процесс нагрева.
Инерционность переходного процесса по каналу в первом периоде определяется теплоинерционными свойствами слоя зерна. Это предположение подтверждается близостью продолжительностей первых периодов переходных процессов по каналам , рис. 5, и , рис. 6.
Рисуное 6. Переходные процессы по каналам и для 10-го ряда коробов:
Во втором периоде заметно меняется влажность W зерна, что приводит к постепенному перераспределению составляющих теплового баланса процесса сушки и изменению температуры зерна. С увеличением влажности температура зерна постепенно понижается. Продолжительность переходных процессов по каналам и ω-W одинакова и равна экспозиции сушки .
Увеличение частоты ω сопровождается кратковременным повышением температуры зерна в начальном периоде процесса. Превышение температуры для практически встречающихся режимов сушки может достигать 2-8 оС и - стать опасным для семенных и продовольственных качеств зерна. Причем большие значения превышений соответствуют большим значениям влажности W и скорости (ω) перемещения зерна по сушильной камере.
Существенное влияние на характер протекания переходных процессов по каналу оказывает влажность W0 зерна. На рис. 7 представлены переходные процессы соответствующие различным влажностям W0. Из их протекания видно, что при высоких влажностях (W0>24% ) установившаяся температура зерна в конце переходного процесса может быть выше начальной, а при меньших (W0<22% ) - меньше. Это является следствием знакопеременности статического коэффициента передачи сушильной камеры по каналу , табл. 3.
Рисунок 7. Переходные процессы по каналу для 15-го ряда коробов при различных W0 и их аппроксимация уравнением динамического звена третьего порядка:
, 1-W0=18%, 2-W0=22% , 3-W0=26%
Неоднозначные приращения температуры зерна при изменениях частоты ω свидетельствуют о невозможности использования переменной ω в качестве управляющего воздействия по каналу управления температурой зерна в сушильной камере.
Динамические свойства сушильной камеры по каналу аппроксимированы уравнением динамического звена третьего порядка с погрешностью 8-12 %.
Таким образом, полученные данные характеризуют сушильную камеру как сложный распределенный динамический объект с переменной структурой по высоте и наличием внутренних перекрестных связей между каналами передачи сигналов. Параметры её передаточных функций зависят от характеристик зерна и режимов его обработки, а значения постоянных времени и времени запаздывания подтверждают её значительную инерционность как объекта управления.
Отзывы (через Facebook):
Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:
Статья в формате PDF 154 KB...
22 10 2020 4:44:32
Статья в формате PDF 118 KB...
21 10 2020 6:37:13
Статья в формате PDF 105 KB...
20 10 2020 15:36:36
Статья в формате PDF 112 KB...
19 10 2020 7:43:36
Статья в формате PDF 174 KB...
18 10 2020 21:27:45
Статья в формате PDF 101 KB...
17 10 2020 21:11:18
Статья в формате PDF 296 KB...
16 10 2020 8:17:44
Статья в формате PDF 120 KB...
14 10 2020 19:56:16
Статья в формате PDF 104 KB...
11 10 2020 0:53:58
Статья в формате PDF 112 KB...
10 10 2020 0:40:34
Статья в формате PDF 126 KB...
09 10 2020 2:25:16
Статья в формате PDF 131 KB...
08 10 2020 6:25:48
Статья в формате PDF 110 KB...
07 10 2020 6:32:44
Статья в формате PDF 185 KB...
06 10 2020 1:46:24
Статья в формате PDF 288 KB...
05 10 2020 13:16:11
Статья в формате PDF 103 KB...
04 10 2020 20:39:45
Статья в формате PDF 133 KB...
03 10 2020 19:36:53
Статья в формате PDF 133 KB...
02 10 2020 8:58:29
Статья в формате PDF 263 KB...
01 10 2020 15:24:48
Статья в формате PDF 120 KB...
30 09 2020 9:18:44
Статья в формате PDF 276 KB...
29 09 2020 1:44:14
Статья в формате PDF 98 KB...
28 09 2020 0:20:49
Статья в формате PDF 147 KB...
27 09 2020 0:45:24
Статья в формате PDF 232 KB...
25 09 2020 21:40:48
Статья в формате PDF 292 KB...
24 09 2020 13:51:34
Статья в формате PDF 119 KB...
23 09 2020 15:46:29
Статья в формате PDF 206 KB...
22 09 2020 2:42:38
Статья в формате PDF 122 KB...
21 09 2020 23:56:23
Статья в формате PDF 140 KB...
19 09 2020 13:27:51
Статья в формате PDF 125 KB...
18 09 2020 1:36:45
Статья в формате PDF 111 KB...
17 09 2020 23:21:15
Статья в формате PDF 142 KB...
15 09 2020 21:47:15
Статья в формате PDF 305 KB...
14 09 2020 17:54:18
Статья в формате PDF 114 KB...
13 09 2020 20:42:56
Статья в формате PDF 113 KB...
12 09 2020 19:30:34
Статья в формате PDF 250 KB...
10 09 2020 22:46:56
Статья в формате PDF 274 KB...
09 09 2020 21:33:37
Статья в формате PDF 141 KB...
08 09 2020 9:29:41
Статья в формате PDF 103 KB...
07 09 2020 2:52:33
Статья в формате PDF 254 KB...
06 09 2020 2:51:30
Статья в формате PDF 127 KB...
05 09 2020 6:15:39
Статья в формате PDF 245 KB...
04 09 2020 19:43:41
Статья в формате PDF 104 KB...
02 09 2020 7:28:12
Статья в формате PDF 277 KB...
01 09 2020 21:28:39
Статья в формате PDF 268 KB...
31 08 2020 0:56:54
Статья в формате PDF 112 KB...
30 08 2020 10:23:43
Статья в формате PDF 104 KB...
29 08 2020 6:36:27
Статья в формате PDF 102 KB...
28 08 2020 9:56:22
Статья в формате PDF 103 KB...
27 08 2020 3:59:43
В статье раскрываются новые знания, которые становятся стратегическим ресурсом, обеспечивают России статус великой державы и формирование упреждающей реакции на скрытые угрозы национальным интересам. Паспорта научных специальностей способствуют консолидации интеллектуальных ресурсов страны на самых актуальных направлениях исследований. Выявленные различия характеризуют определяющую роль паспорта научной специальности в резонансном взаимодействии с диссертационными работами, при наличии которого достигается соответствие предмета исследования паспорту научной специальности. Резонансное взаимодействие объекта и субъекта в научном творчестве при выполнении диссертационной работы составляет основной принцип интеллектуальной информационной технологии как инструмента научного творчества. ...
25 08 2020 18:31:20
Статья в формате PDF 118 KB...
24 08 2020 5:14:50
Статья в формате PDF 352 KB...
23 08 2020 7:23:48
Статья в формате PDF 113 KB...
22 08 2020 11:46:24
Статья в формате PDF 112 KB...
21 08 2020 11:30:17
Статья в формате PDF 112 KB...
20 08 2020 3:27:47
Статья в формате PDF 311 KB...
19 08 2020 5:19:36
Статья в формате PDF 250 KB...
18 08 2020 23:58:47
Статья в формате PDF 138 KB...
17 08 2020 19:27:23
Статья в формате PDF 262 KB...
16 08 2020 10:30:53
С целью изучения экологических и этнических особенностей адаптационно-компенсаторных механизмов у детей различных популяционных групп были обследованы 208 школьников 7-15 лет, проживающие в г. Красноярске и в Эвенкии. Проведена комплексная клинико-инструментальная оценка вегетативного статуса по показателям кардиоинтервалографии с клиноортостатической пробой. Показано, что в популяции жителей Эвенкии этническая принадлежность (дети эвенков) является одним из факторов, формирующих вегетативный гомеостаз. Они отличаются от детей пришлого населения Эвенкии по напряжению вегетативных механизмов регуляции. Полученные результаты необходимы для разработки региональных критериев здоровья, проведения коррекционных и профилактических мероприятий на донозологическом этапе. ...
15 08 2020 16:25:41
Статья в формате PDF 298 KB...
14 08 2020 4:39:34
Статья в формате PDF 122 KB...
12 08 2020 0:38:16
Статья в формате PDF 124 KB...
11 08 2020 1:37:45
Статья в формате PDF 109 KB...
10 08 2020 0:37:30
Статья в формате PDF 224 KB...
09 08 2020 17:27:14
Статья в формате PDF 242 KB...
06 08 2020 13:41:20
Статья в формате PDF 101 KB...
05 08 2020 2:34:29
Статья в формате PDF 153 KB...
04 08 2020 18:45:20
Предложен арсенал эмбриональных белков – потенциальных маркеров опухолей яичников. Испытано более десятка новых эмбриональных белков, но строго специфичного белка для диагностики опухолей яичников не обнаружено; наиболее перспективным маркером остается С О В А-1. Достойное внимание уделено особенностям эволюции и механизму раннего распространения опухолевого процесса. Обсуждается роль беременности – как средства профилактики опухолевого заболевания яичников. В работе предпринята попытка осмыслить истоки и логику заболевания. ...
01 08 2020 13:10:26
Статья посвящена проблемам становления новейшей лексики и орфографии новописьменного карельского языка. В статье отражены современные процессы развития лексикона, а также представлена к решению проблема так называемых послеложных падежей (элатива, аблатива, комитатива, аппроксиматива и терминатива). ...
31 07 2020 3:41:50
Статья в формате PDF 172 KB...
29 07 2020 4:47:40
Статья в формате PDF 119 KB...
28 07 2020 9:20:35
Статья в формате PDF 112 KB...
26 07 2020 6:52:42
Статья в формате PDF 220 KB...
25 07 2020 9:26:32
Ф Р И-терапия ( С Е М-терапия) основана на использовании материалов с управляемой энергетической структурой (CEM – Controlled Energy Material). Излучателем сверхслабых излучений К В Ч-диапазона при интенсивности 10–16–10–20 Вт/см2 является диод Ганна. Представлена оценка влияния фонового миллиметрового излучения на стафилококки, на нативную кровь, а также на вегетативный статус пациента гипертонической болезнью в сравнительном аспекте по графикам циркадных ритмов пульса при приеме: препаратов, не влияющих на ритм сердца; структурированной воды, активированной посредством аппарата «Cem-Tech»; полной дозы препарата лодоза; воды, содержащей информацию о порошкообразном лодозе. Рассмотренная индивидуальная динамика параметров ритмограммы, вычисленных на основе регистрации 500 межпульсовых интервалов, оценивалась с вычислением показателей уровня статистической значимости различий. Показано, что прием препарата Лодоз и воды содержащей информацию о препарате Лодоз сопровождается сходными изменениями, как частоты пульса, так и внутренней структуры информационного паттерна HRV. Динамика параметров ритма сердца свидетельствует о мобилизации холинергических механизмов регулирования. ...
24 07 2020 18:44:25
Статья в формате PDF 125 KB...
23 07 2020 5:14:14
Статья в формате PDF 263 KB...
22 07 2020 2:33:52
Статья в формате PDF 128 KB...
21 07 2020 21:59:36
Статья в формате PDF 123 KB...
20 07 2020 7:40:28
Статья в формате PDF 119 KB...
18 07 2020 20:47:50
Статья в формате PDF 286 KB...
16 07 2020 2:32:20
Статья в формате PDF 116 KB...
15 07 2020 12:15:34
Статья в формате PDF 114 KB...
14 07 2020 4:21:20
Статья в формате PDF 95 KB...
13 07 2020 9:17:29
Изучено влияние солей кадмия, свинца и марганца на содержание белков в сыворотке крови сеголеток карпа. Показаны разнонаправленные изменения белкового состава сыворотки крови рыб при воздействии солей тяжелых металлов, о чем можно судить на основании изменения А/G индекса. При хроническом действии ионов кадмия отмечено значительное преобладание суммарного содержания альбуминов над глобулинами на протяжении всего эксперимента, пребывание рыб в среде с ионами свинца сопровождалось более значительным ростом содержания глобулинов, тогда как при действии ионов марганца не выявлен однонаправленный характер изменения соотношения альбуминов и глобулинов. ...
12 07 2020 22:53:37
Статья в формате PDF 99 KB...
09 07 2020 8:58:39
Статья в формате PDF 108 KB...
07 07 2020 20:30:27
Статья в формате PDF 347 KB...
06 07 2020 13:52:39
Статья в формате PDF 104 KB...
05 07 2020 14:40:41
Статья в формате PDF 114 KB...
04 07 2020 9:56:31
Статья в формате PDF 116 KB...
02 07 2020 4:30:14
Статья в формате PDF 112 KB...
01 07 2020 5:35:44
Статья в формате PDF 104 KB...
30 06 2020 0:30:53
Статья в формате PDF 300 KB...
29 06 2020 3:52:11
Анализ опыта по восстановлению методом агростепей растительности на нарушенных кормовых угодьях долины средней Лены показал, что метод при соблюдении экологических условий и видового состава участков обеспечивает восстановление растительности, проявляющееся в повышении проективного покрытия и доминировании в травостое целинных видов. Соответствие экологических условий и видового состава травостоя при подборе участков обеспечивает восстановление растительности нарушенных участков до 70–75 % и доминирование в травостое целинных видов до 60–65 % в условиях нормального и сильного засоления. ...
28 06 2020 1:43:39
Статья в формате PDF 108 KB...
26 06 2020 18:31:25
Установлен факт защитного влияния нового бионического режима импульсно-гипоксических адаптаций на восстановительные процессы коры мозга после удаления внутричерепных опухолей у нейрохирургических больных. Механизмом протекции мозга от рецидива злокачественных опухолей может быть согласование ритмов энергопродукции и энергопотребления в процессе формирования адаптации. ...
25 06 2020 16:28:50
Статья в формате PDF 118 KB...
24 06 2020 8:39:56
В современных условиях жизни требуются люди, знакомые с экологическими проблемами. В этой работе рассматриваются несколько нетрадиционные, но очень эффективные способы соединения экообразования детей и развития творческой индивидуальности посредством уроков флористики. Творчество флористов базируется на использовании самых необычных комбинаций искусно высушенных цветков и некоторых других частей растений, сохраняющих исходную форму и цвет. Изучая принципы флористики, ребёнок узнаёт как об экологических проблемах, так и о флоре и фауне, и учится ценить красоту и гармонию мира как источник личных черт и творческих способностей. ...
23 06 2020 17:49:12
Статья в формате PDF 100 KB...
22 06 2020 9:18:51
Статья в формате PDF 108 KB...
21 06 2020 2:50:23
Статья в формате PDF 98 KB...
20 06 2020 20:53:38
Статья в формате PDF 151 KB...
19 06 2020 17:12:19
Статья в формате PDF 110 KB...
18 06 2020 9:12:48
Статья в формате PDF 170 KB...
17 06 2020 5:56:55
Статья в формате PDF 263 KB...
16 06 2020 21:42:52
Статья в формате PDF 122 KB...
15 06 2020 20:33:51
Статья в формате PDF 254 KB...
14 06 2020 5:18:46
Статья в формате PDF 142 KB...
13 06 2020 9:37:54
Статья в формате PDF 157 KB...
12 06 2020 5:44:18
Статья в формате PDF 171 KB...
11 06 2020 0:23:35
В процессе тренировки отдельных компонентов ручной моторики (тонус, сила, точность движений, кинетический и динамический праксис) у детей совершенствуется произвольное внимание, развиваются навыки контроля и планирования целостного действия. ...
10 06 2020 8:57:26
Статья в формате PDF 104 KB...
09 06 2020 13:17:12
Статья в формате PDF 114 KB...
08 06 2020 6:55:46
Статья в формате PDF 138 KB...
07 06 2020 3:48:23
Статья в формате PDF 214 KB...
05 06 2020 8:45:30
Статья в формате PDF 172 KB...
04 06 2020 23:36:26
Статья в формате PDF 115 KB...
03 06 2020 12:42:23
Статья в формате PDF 119 KB...
02 06 2020 20:49:33
Статья в формате PDF 245 KB...
01 06 2020 11:11:35
Статья в формате PDF 125 KB...
31 05 2020 21:32:33
Статья в формате PDF 102 KB...
30 05 2020 8:28:30
Статья в формате PDF 140 KB...
29 05 2020 17:39:16
Статья в формате PDF 125 KB...
28 05 2020 14:57:23
Статья в формате PDF 308 KB...
27 05 2020 6:44:26
Статья в формате PDF 193 KB...
26 05 2020 14:24:31
Еще:
Обзоры -1 :: Обзоры -2 :: Обзоры -3 :: Обзоры -4 :: Обзоры -5 :: Обзоры -6 :: Обзоры -7 :: Обзоры -8 :: Обзоры -9 :: Обзоры -10 :: Обзоры -11 ::
Последовательность подготовки научной работы может быть такой: