Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

ПРИМЕНЕНИЕ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ЭТАПЕ СИНТЕЗА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОДАЧИ ТЕПЛА НА ОТОПЛЕНИЕ ЗДАНИЯ

Добротин С.А. Прокопчук Е.Л.

Применение автоматики в системах отопления позволяет снизить затраты на теплоснабжение здания и повысить комфортность помещений. В современных контроллерах отопления снижение энергозатрат и повышение комфортности достигается в основном за счет регулирования температуры прямого теплоносителя по температурному графику (в зависимости от текущей температуры на улице) и перехода системы от экономного ночного режима отопления к комфортному дневному. Основной недостаток таких систем заключается в том, что управление осуществляется без учета динамических характеристик системы по каналу возмущения и управления, что, в силу инерционности объекта, приводит к длительным переходным процессам и неизбежному запаздыванию регулирования по отношению к изменению параметров наружного климата.

Для устранения этого недостатка и разработки оптимальной системы управления (СУ) процессом подачи тепла на отопление здания целесообразно применение имитационного моделирования, с помощью которого решаются следующие задачи:

- исследование относительного влияния параметров наружного климата на значения параметров внутреннего микроклимата;

- разработка схемы управления подачей тепла на отопление здания, учитывающей динамические характеристики системы по каналу возмущения и управления и обеспечивающей тем самым снижение расхода энергии с повешением комфортности помещений;

- отыскание оптимальных значений параметров системы;

- проверка разработанных алгоритмов СУ.

 В данной работе для имитационного моделирования используется инструмент визуального моделирования Simulink. Simulink является модулем расширения математического пакета Matlab и дает возможность с помощью графических блок‑диаграмм имитировать динамические системы и исследовать их работоспособность.

Применение мастерской реального времени (Real-Time Workshop) предоставляет возможность разработки программного обеспечения управляющих систем реального времени, генерируя программный код прямо из блок-диаграммы. Полученная программа может быть скомпилирована и загружена непосредственно в целевые аппаратные средства.

Блок-диаграмма разработанной схемы управления подачей тепла на отопление здания приведена на рисунке 1. Параметры каналов управления и возмущения в схеме соответствуют проектным значениям.

p

Рис. 1. Прогнозно-компенсационная схема управления подачей тепла на отопление здания

Wk(s), Wov(s), Woy(s), Wp(s) - передаточные функции динамического компенсатора, объекта по каналу возмущения, объекта по каналу управления и регулятора соответственно

p

Рис. 2. Графики изменения температуры в отапливаемом помещении

1 - СУ, регулирующая подачу теплоносителя по текущему значению наружной температуры; 2 - СУ, регулирующая подачу теплоносителя с учетом динамических характеристик объекта по каналу возмущения; 3 - СУ, регулирующая подачу теплоносителя по прогнозируемым метеорологическим параметром с учетом динамических характеристик объекта по каналу возмущения.

treg1 - время регулирования СУ1; Tdin1 - динамическая ошибка СУ1; dTdop - допустимый диапазон температуры; dTopt ‑ оптимальный диапазон температуры.

Проведенные на данной блок-диаграмме имитационные эксперименты позволяют утверждать что, введение в разомкнутый контур СУ динамического компенсатора значительно снижает длительность процесса регулирования, а введение в схему блока прогнозирования (БП) снижает негативное влияние динамических характеристик по каналу управления (рисунок 2). Прогнозная информация о возмущении, формируется алгоритмами, заложенными в БП. Прогноз осуществляется на оптимальный интервал прогнозирования, который соответствует оптимальному переходному процессу, обеспечивающему минимум интегрально-линейного модульного критерия при динамической ошибке не выше заданной.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Гультяев А. Визуальное моделирование в среде MATLAB: учебный курс - СПб.: Питер, 2000. - 432 с.


Библиографическая ссылка

Добротин С.А., Прокопчук Е.Л. ПРИМЕНЕНИЕ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ЭТАПЕ СИНТЕЗА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОДАЧИ ТЕПЛА НА ОТОПЛЕНИЕ ЗДАНИЯ // Успехи современного естествознания. – 2008. – № 3. – С. 50-51;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=9574 (дата обращения: 02.07.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074