53. На чём основан физический подход к моделированию систем, при описании которых используются уравнения баланса масс?

Баланс массы.

Для многих промышленных процессов существенным является моделирование баланса массы различных компонентов. В открытой системе, где происходит обмен с внешним миром, все уравнения баланса массы имеют одинаковую структуру

приращение массы = приход массы - расход массы

Такое уравнение можно сформулировать как для каждого отдельного компонента, так и для всей массы в целом. Приход (расход) массы может быть следствием как входного (выходного) потока, так и химических реакций или биологического роста.

Можно составлять уравнения баланса:

общей массы и массы компонента.

Интуитивно ясно, что концентрация будет меняться медленнее, если рас­ход жидкости во входном потоке мал по сравнению с объемом V (это соответ­ствует большому значению Т). То есть баланс массы компоненты имеет такие же динамические свойства, что и низкочастотный фильтр.

54. На чём основан физический подход к моделированию систем, при описании которых используются уравнения сохранения энергии?

Уравнения сохранения энергии

В некоторых процессах необходимо регулировать температуру. Динамическая модель системы управления температурой должна учитывать тепловые потоки и на­копление тепловой энергии. Во многих случаях поток тепла через объект пропорцио­нален разности температур на его границах:

(4.22)

где q – поток тепла, R – тепловое сопротивление и T– температура. Перенос тепла часто моделируется как величина, пропорциональная площади поверхности А и обратно пропорциональная длине пути I теплового потока:

(4.23)

где k – теплопроводность. Сохранение тепловой энергии можно описать как:

(4.24)

где C – теплоемкость, q – алгебраическая сумма входящих и исходящих тепловых потоков.

Иллюстрацией закона сохранения энергии служит тепловой баланс жидкости в баке.

55-57

55. Расскажите все, что знаете о функции "единичное ступенчатое воздействие".

Единичным ступенчатым воздействием называется воздействие, описываемое единичной ступенчатой функцией

Реакция представляет собой функцию времени, в соответствии с которой изменяется выходной сигнал. Ступенчатое единичное воздействие это функция времени, равная нулю при отрицательных значениях времени и единице при положительных.

В программе МВТУ эту функцию можно реализовать при помощи блока «Ступенька».

56. Назначение и область применения пк мвту.

Программный комплекс "Моделирование в технических устройствах" ("МВТУ") – современная среда интеллектуального САПР, предназначенная для детального исследования и анализа динамических процессов в системах автоматического управления (САУ), в следящих приводах и роботах, в ядерных и тепловых энергоустановках, в любых технических системах, описание динамики которых может быть реализовано методами структурного моделирования.

Может использоваться для моделирования нестационарных процессов в физике, в электротехнике, в динамике машин и механизмов, в астрономии и т.д., а также для решения нестационарных краевых задач (теплопроводность, гидродинамика и др.).