IT-Reviews    

ИССЛЕДОВАНИЕ ШАХТНОЙ ЗЕРНОСУШИЛКИ КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

Рекомендуем: фильм (сериал) Перелетные птицы (Россия) - пересказ сюжета, спойлеры
Источник:
Андрианов Н.М. Статья в формате PDF 172 KB

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:

ТЕОРИЯ ДОУ

Статья в формате PDF 424 KB...

10 04 2021 9:44:53

РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ ОНМК СРЕДИ ЛИЦ МОЛОДОГО ВОЗРАСТА

Статья в формате PDF 261 KB...

01 04 2021 22:54:30

Перспективы использования электрофизических методов при освоении месторождений минерального сырья

На основе анализа литературных источников показана необходимость создания эффективных методов переработки руд цветных металлов. Описано отрицательное воздействие горнообогатительного производства на окружающую среду. Рассмотрены проблемы освоения месторождений сырья и предложены пути их решения. Приведена схема рационального освоения минеральных ресурсов рудного месторождения с применением разрядноимпульсных методов. Обоснована возможность использования разрядноимпульсных воздействий в обогатительных процессах, что позволит повысить полноту извлечения полезных компонентов при переработке минерального сырья. Выделены ограничения применения импульсных методов. Установлено, что разрядноимпульсные методы интенсифицируют избирательное раскрытие минеральных ассоциаций во всем диапазоне исходных классов крупности. Эти методы эффективны в комбинированных схемах переработки труднообогатимых руд сложного состава. Применение комбинированных схем позволит сократить на 10–15 % время измельчения до выхода контрольного класса. ...

31 03 2021 12:18:47

ГАСТРОЭЗОФАГЕАЛЬНАЯ РЕФЛЮКСНАЯ БОЛЕЗНЬ И ПИЩЕВОД БАРРЕТТА: КЛИНИКО-ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАЛЛЕЛИ

Цель исследования - изучение особенностей клеточного звена иммунитета и содержания цитокинов в сыворотке крови у пациентов с гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью и пищеводом Барретта. Обследованы 70 пациентов с эрозивной формой гастроэзофагеальной рефлюксной болезни и 42 пациента с пищеводом Барретта. Применены клинические, эндоскопические, морфологические, иммунологические методы исследования. Выявлены различия в показателях клеточного звена иммунитета и содержания в сыворотке крови интерлейкина-4, интерлейкина-8, интерлейкина-10, фактора некроза опухолей-, интерферона- у больных гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью в динамике лечения и у пациентов с пищеводом Барретта. ...

27 03 2021 21:37:30

БИОЛОГИЯ И ПРОБЛЕМЫ ОХРАНЫ СУРКОВ В КУЗБАССЕ

Статья в формате PDF 112 KB...

26 03 2021 17:54:29

ХЕМОКИНЕТИКОТРОПНЫЕ СВОЙСТВА АТФ

Статья в формате PDF 88 KB...

25 03 2021 11:30:48

СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИСК: ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПАТЕНТЫ, ФИРМЫ

Статья в формате PDF 120 KB...

24 03 2021 10:12:42

МОБИЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ В СОВРЕМЕННОЙ АРХИТЕКТУРЕ

Статья в формате PDF 165 KB...

23 03 2021 0:22:38

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕАКТИВНОСТИ АРТЕРИЙ КИШЕЧНИКА И КОНЕЧНОСТИ К МЕЗАТОНУ ПОСЛЕ 30 ДНЕЙ

После 30  дней адаптации к холоду прессорное действие мезатона на артериальное русло тонкого кишечника уменьшается исключительно за счет снижения чувствительности а1-адренорецепторов на 21 %, а количество активных а1-адренорецепторов нормализовалось. В артериях конечности изменения чувствительности и количества а1-адренорецепторов артерий к мезатону было противоположно кишечнику. Чувствительность а1-адренорецепторов артерий конечности к мезатону нормализовалась и была равна контролю. А количества активных альфа-1-адренорецепторов артерий кожно-мышечной области к мезатону было меньше контроля на 10,3 %. ...

12 03 2021 3:45:35

ИЗМЕНЕНИЕ СОКРАТИТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ И &#946;-АДРЕНОРЕАКТИВНОСТИ ИЗОЛИРОВАННОГО МИОМЕТРИЯ БЕРЕМЕННЫХ ЖЕНЩИН ПОД ВЛИЯНИЕМ ОЗОНИРОВАННОГО РАСТВОРА КРЕБСА

В опытах с 19 полосками миометрия, полученных от 5 женщин в конце доношенной беременности при плановом кесаревом сечении, установлено, что озонированный ( ≈0,50 мкг/мл) раствор Кребса ингибирует спонтанную сократительную активность миометрия и существенно уменьшает стимулирующий эффект адреналина, т.е. снижает его α-адренореактивность. Это объясняет эффективность озонотерапии при угрозе прерывания беременности и дискоординированной родовой деятельности. ...

08 03 2021 9:41:12

ПРЕПАРАТИВНЫЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА СУЛЬФИДОВ МЕТАЛЛОВ В СРЕДЕ Н-АЛКАНОВ

Разработаны препаративные методы синтеза сульфидов металлов в среде жидких н-алканов. Представлены результаты «дробного» и «свернутого» методов синтеза сульфидов металлов. Состав соединений установлен методами химического, рентгенофазового и рентгенофлуоресцентного анализов. ...

05 03 2021 1:55:59

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Статья в формате PDF 199 KB...

13 02 2021 12:42:40

РЕСТРУКТУРИЗАЦИЯ: ПОНЯТИЕ И ИНСТРУМЕНТЫ РЕАЛИЗАЦИИ

Статья в формате PDF 85 KB...

05 02 2021 21:52:18

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА

Статья в формате PDF 98 KB...

04 02 2021 18:55:12

ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ

Статья в формате PDF 104 KB...

30 01 2021 15:48:55

Арт-объект как специфичная художественная форма

Статья в формате PDF 314 KB...

28 01 2021 5:31:27

ОБЩЕБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОГО СИНТЕЗА ПРИ ИЗУЧЕНИИ НЕРВНОЙ И СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

Авторами проведено комплексное исследование сосудистых и нервных структур всего органокомплекса брюшной полости, что позволило подтвердить общие морфологические закономерности, свойственные млекопитающим отряда хищных, выявить характерные видовые и внутривидовые особенности васкуляризации и иннервации у пушных зверей клеточного содержания. Полученные новые данные о морфологии сосудистых и нервных образований органов брюшной полости млекопитающих являются оригинальными и дают не только полное представление об изученных структурах, но позволяют морфофункционально интерпретировать адаптогенные процессы, протекающие в интегративно-координационных системах организма пушных зверей, находящихся под интенсивным антропогенным воздействием в процессе доместикации. ...

19 01 2021 18:53:24

БАХРУШИН ВЛАДИМИР ЕВГЕНЬЕВИЧ

Статья в формате PDF 114 KB...

18 01 2021 9:32:10

ПЯТИСТЕРЖНЕВАЯ ФЕРМА СЛОЖНОГО ТИПА

Статья в формате PDF 300 KB...

12 01 2021 9:40:56

О НАХОЖДЕНИИ ОБЪЕМОВ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ

Статья в формате PDF 271 KB...

08 01 2021 14:54:26

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ АППРОКСИМАЦИИ ДАННЫХ

Статья в формате PDF 253 KB...

02 01 2021 1:26:51

Внутривидовое разнообразие Yersinia pestis

Статья в формате PDF 131 KB...

25 12 2020 22:59:49

ЦИФРОВОЙ МОДЕМ ДЛЯ СЕТИ ISDN

Статья в формате PDF 297 KB...

23 12 2020 11:28:44

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ НАРКОПРЕСТУПНОСТИ

Статья в формате PDF 251 KB...

20 12 2020 12:11:39

ИЛЬМУШКИН ГЕОРГИЙ МАКСИМОВИЧ

Статья в формате PDF 293 KB...

19 12 2020 22:26:59

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ

Статья в формате PDF 119 KB...

15 12 2020 3:50:46

УСТАНОВЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ПЕРИОДА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

Статья в формате PDF 264 KB...

13 12 2020 21:53:11

БИОДИНАМИКА ПРЫЖКОВ В ВЫСОТУ

Статья в формате PDF 657 KB...

07 12 2020 20:54:54

РАЗБИЕНИЕ И СТРУКТУРИРОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВА, ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ МОДУЛЬНОГО КРИСТАЛЛА

Обсуждается проблемы разбиения и структурирования пространства, формирования структурных модулей, которые предназначены для конструирования модульных 3D структур кристаллов. ...

04 12 2020 3:40:13

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР РЕКУРРЕНТНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Уникальные возможности линейных рекуррентных уравнений первого порядка А(n+1) = aA(n) + b позволяют характеризовать закономерности изменения различных свойств органических соединений ( А) не только в пределах локальных групп гомологов, но и одновременно всех рядов с одинаковыми гомологическими разностями. Более того, рекуррентные соотношения применимы к функциям не только целочисленных (число атомов углерода в молекуле), но и равноотстоящих значений аргументов A(x+Δx) = aA(x) + b, (Δx = const). Этот способ аппроксимации проиллюстрирован на примерах температурных зависимостей растворимости различных веществ в воде и даже времен релаксации в высокочастотных полях. ...

02 12 2020 17:29:30

ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОДАРЕННЫХ УЧАЩИХСЯ

Статья в формате PDF 96 KB...

28 11 2020 17:50:37

КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ИДЕИ ВОСПИТАНИЯ И ПОДГОТОВКИ КОНКУРЕНТОСПОСОБНЫХ СПЕЦИАЛИСТОВ

Исторический аспект развития студенческого самоуправления в дореволюционный, советский и переходный периоды России показали, что будущее страны на современном этапе определяется тем, каким образом будут осуществлены воспитание и подготовка квалифицированной рабочей силы, готовой к постоянному профессиональному росту, социальной и профессиональной мобильности. Одним из важных стимулов повышения гражданской, патриотической и социальной активности будущих специалистов являются восстановление, наличие и дальнейшее развитие и совершенствование таких демократических институтов в студенческой среде как соуправление и самоуправление. ...

26 11 2020 11:27:41

АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОГО КАВКАЗА

Статья в формате PDF 91 KB...

22 11 2020 9:32:34

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:

Выбор темы. Это важный этап. Во-первых, тема должна быть интересна не только вам, но и большинству слушателей, которым вы будете её докладывать, чтобы вы видели заинтересованность в их глазах, а не откровенную скуку.

Выбор целей и задач своей научной работы. То есть, нужно сузить тему. Например, тема: «Грудное вскармливание», сужение темы: «Грудное вскармливание среди студенток нашего ВУЗа». И если общая тема мало кому интересна, то суженная до рамок собственного института или университета, она становится интересной практически для всех слушателей. Целью может стать: «Содействие оптимальным условиям вскармливания грудью детей студентов нашего ВУЗа», а задачей — доказать, что специальные условия, созданные для кормящих студенток, не помешают их успеваемости, но уменьшат количество пропусков, академических отпусков и способствуют выращиванию здоровых детей — нашего будущего. Понятно, что эта тема подходит для студентов медицинских и педагогических ВУЗов, но и в других учебных учреждениях можно найти темы, интересные всем.

Разработать методы исследования и сбора информации. В случае с естественным вскармливанием, скорее всего, это будет анкетирование студенток, имеющих детей.

Систематизировать материал и подготовить презентацию.

Подготовиться к выступлению.

Выступить и получить: награду, удовольствие и опыт, чтобы в следующем году выступить ещё лучше и сорвать шквал аплодисментов, стать узнаваемым, а значит — более конкурентоспособным!