基于simulink的载热体前馈-反馈控制系统仿真研究_控制系统仿真课程设计(编辑修改稿)

基于simulink的载热体前馈-反馈控制系统仿真研究_控制系统仿真课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

模块元件和用户代码。 SIMULINK 模块库是可制定的，能够扩展以包容用户自定义的系统环节模块。 用户也可以修改已有模块的图标，重新设定对话框，甚至换用其他形式的弹出菜单和复选框。 SIMULINK 允 许用户吧自己编写的 C、FORTRAN、 Ada 代码直接植入 SIMULINK 模型中。 （ 4）快速、准确地进行设计模拟。 SIMULINK 优秀的积分算法给非线性系统仿真带来了极高的精度。 先进的常微分方程求解器可用于求解刚性和非刚性的系统、具有时间触发或不连续的系统和具有代数环的系统。 SIMULINK 的求解器能确保连续系统或离散系统的仿真速度、准确地进行。 同时， SIMULINK 还未用户准备一个图形化的调试工具，以辅助用户进行系统开发。 （ 5）分层次的表达复杂系统。 SIMULINK 的分级建模能力使得体积庞大、结构复 杂的模型构建也简便易行。 根据需要，各种模块可以组织成若干子系统。 在此基础上，整个系统可以按照自定向下或自底向上的方式搭建。 子模型的层次数量完全取决于所构建的系统，不受软件本身的限制。 为方便大型复杂结构系统的操 作， SIMULINK 还提供了模型结构浏览的功能。 （ 6）交互式的仿真分析。 SIMULINK 的示波器可以动画和图像显示数据，运行中可调整模型参数进行 Whatif 分析，能够在仿真运算进行时监视仿真结果。 这种交互内蒙古科技大学课程设计论文 8 式的特征可以帮助用户快速的评估不同的算法，进行参数优化。 由于 SIMULINK 完全集成于 MATLAB，在 SIMULINK 下计算的结果可以保存到 MATLAB工作空间之中，因而就能使用 MATLAB 所具有的众多分析、可视化及工具箱工具操作数据。 换热器 1. 换热器概述 换热器（热交换器） 是一股或几股流体（辅助流体）加热或冷却另一股或几股流体（ 目标流体），使目标流体出口温度达到工艺要求的热交换设备，特别是被加热介质是水的换热器，在供热系统中得到广泛使用。 热水换热器按参与换热器的介质分类，分为汽 水换热器和水 水换热器；按换热器的换热方式分类，分为表面式换热器和混合式换热器。 表面式换热器是冷 热两种流体被金属壁面割开，而通过金属壁面高温介质将热量传给低温介质。 混合式换热器是冷热两种流体直接接触进行混合而实现换热的换热器。 目前常用的几种换热器有：容积式换热器、壳管式换热器、板式换热器、等离子体改性强化换热器等。 容积式换热器既是换热器又是贮热水罐，在未加热前在罐体存有大量冷水，热效率低，换热时间长，浪费能源，多用于生活热水和用水不均匀的工业用热水系统，主要为罐体及加热排管两部分组成。 壳管式换热器是应用最广泛的传统换热器，其最基本的构造是在圆形壳体内加许多热交换用的小管，当加热的热媒为蒸汽时为壳 管汽 水换热器，加热的热媒为高温水时称为壳管水 水换热器，水 水换热器由于热交换水管内外都是水，由于小管两侧水的流速比较接近，圆形外壳直径不能太大，当加热面积不能太大，当加热面积要求较大时，常常将几段连接起来，故又称为分段式水 水热交换器，常用于热水采暖系统。 板式换热器是发展中的新型高效换热设备之一。 结构上采用特殊的波纹金属板为换热板片，使换热液体在板间流动时，能够不断改变流动方向和速度，形成激烈的湍流，以达到强化传热的效果，且传热板片采用厚度为 左右的薄板，这就内蒙古科技大学课程设计论文 9 大大提高了其传热能力。 等离子体改性强化换热器，其构造基本上同壳管式换热器，蒸汽在壳程，被加热水在管程，是一种新型高效强化汽水换热器。 它比一般换热器具有以下特点： （ 1）换热效率高，是同体积其他换热器换热量的 2 倍以上。 （ 2）设备结构紧凑，占地面积和占用空间小，安装使用方便。 （ 3）由于换热管经过等离子体改性处理，换热管表面不易结垢，换热效率稳定。 （ 4）金属耗量低，比普通产品节约三分之一以上。 图 所示为换热器的换热原理，其中 G G2 分别为工艺介质及载热体的流量； T1i、 T2i分别为工艺介质及载热体的入口温度； T1o、 T2o 分别为工艺介质及载热体的出口温度； c c2分别为工艺介质及载热体的比热容。 图 换热器换热原理 根据换热器两侧不发生相变，可得到热量平衡方程式为 G2c2(T2iT2o)=G1c1(T1oT1i) 换热器的传热速率为 q=KF T 式中 K—— 传热系数，单位是 kcal/(℃ *㎡ *h)。 F—— 传热面积，单位是㎡； T—— 平均温度差，单位是℃。 对于单程、逆流 换热器的 T对数平均值为 （ T2iT1o） (T2oT1i) T= ㏑ T2iT1i T2oT1i G 2 , c 2 , T 2 oG 1 , c 1 , T 1 oG 2 , c 2 , T 2 iG 1 , c 1 , T 1 i内蒙古科技大学课程设计论文 10 在多数情况下，当（ 1/3） (T2iT1o)/(T2oT1i)=3 时，可采用算术平。