3.2 Структурная и параметрическая идентификация технологического комплекса

Под структурной идентификацией технологического объекта (комплекса) или отдельных элементов понимают выбор или определение алгоритмической структуры математической модели объекта, комплекса или элемента на основании анализа связей входных и выходных параметров объекта, оценки влияния входных параметров на выходные и выделения из множества входных и выходных параметров наиболее значимых.

Структурная идентификация технологического объекта включает следующие операции:

выделение объекта из общей схемы;

ранжирование входов и выходов объекта, учитывая влияние на выполнение целей управления;

определение рационального числа входов и выходов, учитываемых в модели;

определение характера связей между входами и выходами объекта.

Структура динамических моделей технологических объектов (комплексов) связана с априорной формой математического описания исследуемого объекта.

Существуют различные способы математического описания технологических комплексов:

1. Дифференциальными уравнениями связи:

а) между входными и выходными параметрами (стандартная форма);

б) между входными воздействиями и переменными состояниями процесса, которые записывают либо в форме системы уравнений первого порядка (нормальная форма), либо в векторно-матричной форме.

2. Матрицей передаточных функций, дающих алгебраическую связь между изображениями по Лапласу входов и выходов.

Для сложных технологических комплексов, априорной информации о которой обычно недостаточно, удобно реализовать модели в виде инерционных звеньев, причем доказана возможность описания динамических характеристик устойчивых объектов высокого порядка с передаточными функциями.

Обычно ограничиваются передаточными функциями порядка не выше второго.

Динамические модели технологических комплексов обычно составляют для приращения входных и выходных параметров относительно их стационарных значений, что позволяет ограничиться линейными моделями каналов управления и возмущения.

Рис.3.5 Алгоритмическая структура математической модели теплообменников 1-го подогрева и рекуператора (подогревающего)

Рис.3.6 Алгоритмическая структура математической модели теплообменника рекуператора (охлаждающего)

Рис.3.7 Упрощенная алгоритмическая структура математической модели теплообменника 2-го подогрева

Выходные параметры воды не учитываются во втором подогреве, т.к отсутствуют отрицательные температуры на входе теплообменника и, соответственно, нет риска возникновения аварийной ситуации.

Рис.3.8 Алгоритмическая структура математической модели охлаждающего теплообменника

Рис.3.9 Алгоритмическая структура математической модели камеры орошения

Принимая во внимание тот факт, что конечная температура и влажность воздуха в значительной степени зависит от начальной температуры воздуха и температуры воды в камере, упрощаем структуру камеры:

Рис.3.10 Упрощенная алгоритмическая структура математической модели камеры орошения

Рис.3.11 Алгоритмическая структура математической модели регулирующего клапана