機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯(編輯修改稿)
2025-07-09 18:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 由于其復(fù)雜性 ，故 難以計算 。遲滯多 主要包括TCU 加熱和冷卻 3 秒遲滯，冷卻水交換 3 分鐘遲滯，還有 PL 和冷卻套間熱交換 10 分鐘遲滯。 此外， PL 的 復(fù)雜結(jié)構(gòu)導(dǎo)致不平衡熱交換，而由于 其體積大導(dǎo)致慣性在和小體積物體相比時，溫度波動較小。 上述分析表明， 僅僅通過開環(huán)結(jié)構(gòu)使 PL內(nèi)部溫度控制精度高和收斂速度快 是非常難以實 現(xiàn)的。 此外， 在開環(huán)結(jié)構(gòu)中 還有 很大的穩(wěn)態(tài)誤差。在以下部分中，我們將介紹一個提高 PL 內(nèi)部溫度控制的控制結(jié)構(gòu)， 并解釋如何提高溫度控制精度和收斂 率 。 3 多閉環(huán)控制 結(jié)構(gòu) 多閉環(huán)溫度控制結(jié)構(gòu)由一個內(nèi)部 CCS 和一個外部 PCCS 組成。 串 連 控制結(jié)構(gòu) PL溫度控制的內(nèi)部 CCS 如圖 2所示。有兩個分別帶有兩個控制器的反饋回路。主要回路用來控制 PL內(nèi)部的溫度 (T1)。 TCU 水箱中的冷卻水溫度控制 (Tw)形成了第二條回路 . 分析這個系統(tǒng)的運作質(zhì)量是很容易。如果 PL 內(nèi)部 溫度偏離 期望 值 (Ts), 嵌入 主 控制器 中的 控制算法會 通過比較溫度的測量值 Tl和期望值 Ts之間的偏差而 計算一個新的冷卻水溫度設(shè)定值 （ Tt） 。 然后，發(fā)送新的設(shè)定值 Tt給 TCU 的 溫度控制器 。隨后根據(jù)溫度測量 值 Tw和新的設(shè)定值 Tt間的偏差 ， TCU中的控制算法計算加熱器和冷卻器的輸入值，并對 TCU 中水箱里的冷卻水進行加熱或者降溫，直到溫度達到新的設(shè)定值。 PL 內(nèi)部溫度期望設(shè)定值通過一臺機器連續(xù)地給出。 Ti 控制回路是一個慢控制回路。 Tw控制回路是一個快速控制回路，能快速跟隨主回路設(shè)定值 Tt。 當(dāng)一個新的 設(shè)定值 Tt發(fā)送到 TCU，它需要幾分鐘 時間去調(diào)整 TCU 水箱中的水溫至設(shè)定值。二次回路 具有很強的抗內(nèi)部干擾的能力。 此外，還可以減少 對主回路 非線性和 遲滯的影響。 圖 3顯示了 關(guān)于 上述 描述 串級控制系統(tǒng)的控制原理圖。在下面的圖表和方程式，Gt(s)表示加熱器和冷卻器傳遞函數(shù) ,Gp(s)表示管道傳遞函數(shù)， Gl(s)表示 PL 傳遞函數(shù)。 Gm(s) Gm(s)表示主控制回路傳遞函數(shù)， Gs(s)表示二次控制回路傳遞函數(shù)。 Hm(s) 表示測量設(shè)備主回路傳遞函數(shù)， Hs(s)表示測量設(shè)備二次回路傳遞函數(shù)。 表示 TCU水箱中冷卻水遲滯 ， 表示通過管道的冷卻水遲滯 ， 表示 PL 內(nèi)部熱交換遲滯 ， Nt(s) 表示 TCU外部擾動 ,Np(s)表示管道外擾動 ,Nc(s)表示 PL外部擾動 ,Nn(s)表示 PL內(nèi)部擾動 ,Rl(s)表示 PL 內(nèi)部輸入溫度， Rt(s)表示 TCU 水箱中冷卻水的輸入溫度， C1(s)表示 PL 內(nèi)的輸出溫度， Ct(s)表示 TCU 水箱中冷卻水的輸出溫度。 二次回路中的輸入輸出函數(shù)如下所示： 根據(jù)二次回路的穩(wěn)態(tài)，輸出 Ct(s)近似等于輸入 Rt(s)。因此，主回路的輸入輸出函數(shù)可表示如下： 在此 早期的研究表明， PL的時間常數(shù)約為 4h。傳遞函數(shù) G1(s） 為 傳遞函數(shù) Gp(s)為 對于簡單的閉環(huán)系統(tǒng) CCS，很容易消除它的穩(wěn)態(tài)誤差。然而，根據(jù)方程式 (2)和（ 3)， PL 里溫度的收斂率從開始到穩(wěn)態(tài)變慢，因為 和 的延遲。而且，很難獲得 PL里面很精確的溫度，因為 和 的擾動。在定態(tài)的狀態(tài)之下，由于 的作用， 當(dāng)瞬時溫度變動超過 冷卻水溫度 ℃時， PL 里的溫度變動超過 1℃。需要幾個控制周期才達到下一個穩(wěn)定狀態(tài)。因此介
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