Структурная и параметрическая идентификация комплекса

Структура любого технологического комплекса или отдельного элемента комплекса определяется выбранным способом математического описания, результатом анализа комплекса как управляемого объекта, итогом которого является выделение наиболее значимых каналов управления и возмущения и целью идентификации технологического комплекса.

Обычно полученные модели технологических комплексов используются для синтеза системы управления, поэтому наиболее распространенным способом математического описания является представление элементов комплекса в виде матрицы передаточных функций по основным каналам возмущений и управления.

Процесс сушки в барабанной или шахтной сушилке условно разбивается на два процесса: производство сушильного агента путем сжигания топлива (объем сушильного агента и его температура) и сам процесс сушки руды или концентрата в результате теплообмена между сушильным агентом и материалом. В этом случае основной элемент комплекса – сушилка разбивается на два элемента – топку и сушильный барабан (шахтное сушило).

Исходя из системного анализа процесса сушки как управляемого объекта (см. 3.1.3) алгоритмическую структуру математической модели комплекса сушки можно представить в виде, изображенном на рис. 3.9.

Рис. 3.9. Алгоритмическая структура математической модели технологического комплекса сушки.

Алгоритмическая модель математической модели технологического комплекса сушки отражает связь управляющих воздействий: расхода топлива (ΔQ_т); расхода вторичного воздуха (Q^”_в) и расхода концентрата или руды (ΔQ_к) и основного возмущающего воздействия – влажности концентрата или руды (Δw_к) с выходными параметрами: расходом высушенного продукта (ΔQ_п); расходом отходящих газов (ΔQ_ог); температура отходящих газов (ΔT_ог) и влажности сухого концентрата или руды (Δw_п).

Процессы сушки в барабанных и шахтных сушилах достаточно полно исследованы и статические и динамические характеристики были опубликованы в различных изданиях, поэтому параметры передаточных функций модели сушки определяются по материалам исследований идентичных сушильных агрегатов.

Процесс сушки по различным каналам связи идентифицируются передаточными функциями инерционного звена первого порядка с запаздыванием.

; (3.11)

Где , , – параметры передаточной функции по -тому каналу связи.

Коэффициент передачи определяется с использованием технологической карты процесса сушки. в табл. 3 представлена технологическая карта режимных параметров барабанного сушильного агрегата СБ 3,2х22.

По этой карте рассчитываются коэффициенты передачи по всем каналам связи.

Таблица 3

Карта режимных параметров барабанного сушильного агрегата

Наименование	Ед. Измерения	Величина
Температура газа подаваемого на входе в барабан	˚С
Давление газа подаваемого на горелки	кПа	0,3
Давление первичного воздуха	кПа	65-75
Давление вторичного воздуха	кПа	35-40
Расход газа	/час
Температура отходящих газов после барабана	˚С
Температура отходящих газов после эл. Фильтра	˚С
Расход первичного воздуха	/час
Расход вторичного воздуха	/час
Разрежение в топке	Па	45-5
Разрежение перед дымососом	кПа	80-100
Разрежение в разгрузочной камере	кПа	-10
Температура в топке	˚С
Влажность поступающих концентратов	%
Влажность просушенных концентратов	%	0,5
Давление газа минимальное	кПа
Давление газа максимальное	кПа

Таблица 4

Экспериментальные значения Т и τ барабанной сушильной установки

Канал	Т, с	τ, с
Qт – Qсм
Qт – Tсм
Qв1 - Qсм
Qв1 – Tсм
Qв2 – Qсм
Qв2 – Tсм
Qсм – ωп
Qсм – Tог
Tсм – ωгп
Tсм – Tог
ωк – ωгп
ωк – Tог
Qк - ωгп
Qк – Tог
Qк – Qгп

Например: по каналу «расход топлива – температура смеси агента»:

= = (3.12)

По каналу «расход концентрата в агрегат – влажность высушенного продукта»:

= = 0,07 отн.ед. (3.13)

Весовые коэффициенты определяют подбором, например,

; (3.14)

Где

Подбор проводится до тех пор, пока значение не будет равно режимному значению по табл. 3

Постоянные времени T_i и время транспортного запаздывания τ_i по разным каналам связи берутся по экспериментальным данным, полученных на идентичных расчетному объектах.

В табл. 4 Приведены экспериментальные значения T_iи τ_i, полученные на барабанной сушильной установке.