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《电加热炉温度控制系统数学模型的建立及验证_李林琛.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第9卷第4期北京工业职业技术学院学报№.4Ｖｏｌ.92010年10月Ｏｃｔ.2010ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＢＥＩＪＩＮＧＰＯＬＹＴＥＣＨＮＩＣＣＯＬＬＥＧＥ电加热炉温度控制系统数学模型的建立及验证李林琛杨晓雪(北京工业职业技术学院,北京100042)摘要:多数电加热炉是滞后、惯性、特性参数随温度变化的被控对象,难以用数学模型精确表达。根据电加热温度控制系统的物理意义,确定了一种表达电加热炉温度系统的数学模型方法。并对上述数学模型的数值求解方法进行了探索和研究,分析并讨论了模型的特性。为了检验数学模型及其数值计算的可靠
2、性和真实性,对加热炉加热过程中的温度进行了跟踪实测。实测结果与数学模型数值计算结果基本相符,验证了数学模型是可靠的,数值计算结果是可信的。关键词:电加热炉;温度;数学模型;建立;验证中图分类号:ＴＰ18文献标识码:Ａ文章编号:1671-6558(2010)04-21-05ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭａｔｈｅｍａｔｉｃａｌＭｏｄｅｌｏｆＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｎｔｒｏｌｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＥｌｅｃｔｒｉｃＨｅａｔｅｒｓＬＩＬｉｎｃｈｅｎＹａｎｇＸｉａｏｘｕｅ(ＢｅｉｊｉｎｇＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＣｏｌｌｅｇｅ,Ｂｅｉｊ
3、ｉｎｇ100042,Ｃｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｍｏｓｔｅｌｅｃｔｒｉｃｈｅａｔｅｒｓａｒｅｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｏｂｊｅｃｔｓｗｉｔｈｌａｇｇｉｎｇ,ｉｎｅｒｔｉａａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｃｈａｎｇｉｎｇｗｉｔｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ,ｗｈｉｃｈａｒｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅｂｙａｃｃｕｒａｔｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌ.Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｐｈｙｓｉｃａｌｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｈｅａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔ
4、ｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ,ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄａｋｉｎｄｏｆｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄ-ｅｌ.Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ,ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｓｅｘｐｌｏｒｅｄａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ,ａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｏｄｅｌｉｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｄ.Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｔｅｓｔｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄａｕｔｈｅｎｔｉｃｉｔｙｏｆｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉ-
5、ｃａｌｍｏｄｅｌａｎｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ,ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｆｕｒｎａｃｅｉｓｔｒａｃｋｅｄａｎｄｍｅａｓｕｒｅｄｉｎｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｃｅｓｓ.Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｈａｖｅｓｈｏｗｎｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｆａｉｒｌｙａｃｃｏｒｄｅｄｗｉｔｈｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ,ｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｓｒｅｌｉａｂｌｅ,ａｎｄｔｈｅｓｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｒｅ
6、ａｕｔｈｅｎｔｉｃ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｅｌｅｃｔｒｉｃｆｕｒｎａｃｅ;ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ;ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌ;ｍｏｄｅｌｉｎｇ;ｍｏｄｅｌｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ0引言的角度讲,多数电加热炉是滞后、惯性、特性参数随电加热炉是科学实验、工业生产等过程中常用温度变化的被控对象,难以用数学模型精确表达。的加热设备,由于炉子种类和规格的不同,以及加热电加热温度控制系统具有升温单向性、惯性、滞对象的不同,它们构成的系统千差万别。而从控制后性和时变性等的特点。而其升温单向性是其必须收稿日期:2010-01
7、-12作者简介:李林琛(1982-),男,河南焦作人,工学硕士,助理讲师,主要从事工业控制及自动化工作。22北京工业职业技术学院学报第9卷要面对的一个重要问题之一。升温单向性是指升温电过程由参数Ｒ、Ｃ和Ｅ决定。而这个现象与真实温(保温)是通过电加热;降温则是依靠自然冷却,当度控制系统是相似的。停止加热后,受控温度场最终温度一旦超调,就无法利用有效的控制手段使其降会与环境温度平衡,环境温度在整个过程中保持不温,因而很难用传统方法建立精确的模型,并确定参变,所以受控温度场最终稳定为环境温度。数。(2)程序升温过程。程
8、序升温过程中,给定电压本文根据电加热温度控制系统的物理意义,确值Ｖｆ为一变化值,且给定电压值Ｖｆ大于电池电压值定了一种表达电加热温度控制系统的数学模型,提Ｅ,则必须由电流源输出一定电流Ｉ,使电容充电至出了其参数的确定方法,并通过实测数据对数学模电压Ｖｆ,同时因为Ｖｆ大于Ｅ,则有另一电流对充电电型进行了验证。池Ｅ充电,但因电池的容量为无限大,所以电池的电1电加热炉温度系统的
