資源描述：
《電加熱爐溫度控制系統(tǒng)數學模型的建立及驗證》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、萬方數據第9卷第4期2010年lO月北京工業(yè)職業(yè)技術學院學報JOURNALOFBELLINGPOLYTE：CHNICCOLLEGENo．4V01．9Oct．2010電加熱爐溫度控制系統(tǒng)數學模型的建立及驗證李林琛楊曉雪(北京工業(yè)職業(yè)技術學院，北京100042)摘要：多數電加熱爐是滯后、慣性、特性參數隨溫度變化的被控對象，難以用數學模型精確表達。根據電加熱溫度控制系統(tǒng)的物理意義，確定了一種表達電加熱爐溫度系統(tǒng)的數學模型方法。并對上述數學模型的數值求解方法進行了探索和研究，分析并討論了模型的特性。為了檢驗數學模型及其數值計算的可靠性和真實性，對加熱爐加熱過程中的溫度
2、進行了跟蹤實測。實測結果與數學模型數值計算結果基本相符，驗證了數學模型是可靠的，數值計算結果是可信的。關鍵詞：電加熱爐；溫度；數學模型；建立；驗證中圖分類號：TPl8文獻標識碼：A文章編號：1671—6558(2010)04—21—05ResearchonMathematicalModelofTemperatureControllSystemforElectricHeatersLILinchenYangXiaoxue(BeijingPolytechnicCollege，Beijing100042，China)Abstract：Mostelectricheate
3、rsarecomplicatedcontrolledobjectswithlagging，inertiaandcharacteristicparameterschangingwithtemperature，whicharedifficulttodescribebyaccuratemathematicalmodel．Accordingtophysicalsignificanceoftheelectricheatingtemperaturecontrolsystem，thispaperputsforwardakindofmathematicalmod—e1．Int
4、hispaper，thecalculationmethodofthemathematicalmodelparametorsisexploredandresearched，andthecharacteristicsofmodel。isanalyzedanddiscussed．Inordertotestthereliabilityandauthenticityofthemathemati-calmodelandnumericalcalculations，thetemperatureoffurnaceistrackedandmeasuredinthethermalp
5、rocess．Theexperimentshaveshownthenumericalcalculationresultsarefaiflyaccordedwithexperimentalresults，themathematicalmodelisreliable，andthesenumericalcalculationresultsaxeauthentic．Keywords：electricfurnace；temperature；mathematicalmodel；modeling；modelverification0引言電加熱爐是科學實驗、工業(yè)生產等過程中常
6、用的加熱設備，由于爐子種類和規(guī)格的不同，以及加熱對象的不同，它們構成的系統(tǒng)千差萬別。而從控制的角度講，多數電加熱爐是滯后、慣性、特性參數隨溫度變化的被控對象，難以用數學模型精確表達。電加熱溫度控制系統(tǒng)具有升溫單向性、慣性、滯后性和時變性等的特點。而其升溫單向性是其必須收稿日期：2010-01—12作者簡介：李林琛(1982一)，男，河南焦作人。工學碩士，助理講師。主要從事工業(yè)控制及自動化工作。萬方數據北京工業(yè)職業(yè)技術學院學報第9卷要面對的一個重要問題之一。升溫單向性是指升溫(保溫)是通過電加熱；降溫則是依靠自然冷卻，當溫度一旦超調，就無法利用有效的控制手段使其
7、降溫，因而很難用傳統(tǒng)方法建立精確的模型，并確定參數。本文根據電加熱溫度控制系統(tǒng)的物理意義，確定了一種表達電加熱溫度控制系統(tǒng)的數學模型，提出了其參數的確定方法，并通過實測數據對數學模型進行了驗證。1電加熱爐溫度系統(tǒng)的模型電加熱爐爐膛溫度是由爐絲的供電功率來調節(jié)的，爐絲由固態(tài)繼電器的導通／關斷控制供電。改變固態(tài)繼電器的占空比可以實現(xiàn)輸出功率的調節(jié)，從而調節(jié)電加熱爐爐膛溫度。電加熱爐溫度控制系統(tǒng)的結構示意圖如圖l所示。圖1電加熱溫度控制系統(tǒng)根據電加熱溫度控制系統(tǒng)的物理意義和響應特性，得到一種描述電加熱爐溫度控制系統(tǒng)的數學模型如圖2所示：rc—l一-R竄E，l一圖2加
8、熱與散熱模擬模型示意圖其中：t表示電流
