Приточно-вытяжная вентиляция

Современные системы вентиляции не только эффективно решают проблемы, возникающие с воздухообменом в жилых и производственных помещениях, но и позволяет значительно снизить эксплуатационные расходы: в частности из-за функции утилизации тепла для подогрева приточного воздуха.

Системы вентиляции с возможностью утилизации тепла широко применяют на объектах с большой и средней площадью. Как правило, это различные офисные здания, загородные дома, жилые комплексы, коттеджи, кинотеатры, рестораны, спорт залы, бассейны, гостиницы, выставочные помещения и производственные цеха. Использования утилизации тепла позволяет заметно снизить эксплуатационные расходы на подогрев воздуха.

Снижение расходов в приточно-вытяжной вентиляции на электроэнергию и другую энергию является основным, но не единственным преимуществом данной системы вентиляции.

Цели и задачи:

1. Составить функциональную и структурную схему для системы приточной вентиляции для регулирования температуры в помещениях больших объёмов.

2. Разработка математической модели объекта управления и основных элементов системы управления.

3. Определение состава возмущений воздействующего на систему.

4. Синтез регулятора по заданным требованиям:

∙ номинальная температура +20^ₒС;

• точность поддержания температуры при возмущении равном нулю(+/- 1^ₒС);

• диапазон возмущений и точность при возмущении не равном нулю(+/- 1^ₒС);

• переходной процесс:

  1. t_рег= 5минут;

  2. перерегулирование (+/- 3^ₒС);

  3. Объём помещения 240м³;

5. Проверить теоретические расчеты на модели (SyAn, MatLab);

6. Установить и обосновать связь синтезированных показателей

качества с требованиями технологического задания.

Основная часть:

Структурная схема исследуемой системы:

В данной системе используется ПИД-регулятор, а возмущения представлены синусоидой: f = (15 + А*sin(ωt)) = (15 + 5*sin(ωt)).

Без регулятора система устойчива:

Чтобы обеспечить заданные требования необходимо рассчитать коэффициенты ПИД-регулятора.

Расчет коэффициентов пид-регулятора

Не сложно заметить, что ПИД-регулятор характеризуется тремя коэффициентами K_п, K_и и К_д. Для расчета этих коэффициентов необходимо знать параметры объекта управления, в данном случае двигателя.

Структура и параметры объекта управления

С точки зрения теории автоматического управления двигатель постоянного тока приближенно описывается: двумя апериодическими звеньями с электрической постоянной  времени T_э и механической постоянной времени Т_м. Общий коэффициент усиления двигателя K_дв (рис. 2). На самом деле, структурная схема двигателя намного сложнее, но нам это в данном случае не так важно.

Структурная схема двигателя с точки зрения теории автоматического управления.

Передаточная функция двигателя, записанная через оператор Лапласа s, следующая:

Механическая постоянная времени Т_м зависит от момента инерции вала двигателя, редуктора, инерции исполнительного устройства. Подсчитать ее значение аналитическим способом обычно не представляется возможным. Поэтому ее измеряют экспериментально.

Для этого на двигатель при его номинальной нагрузки скачком подают максимальное напряжение и снимают переходной процесс изменения скорости V(t).

Скорость снимается с датчика скорости в дискретные моменты времени, записывается в ОЗУ микропроцессора, после чего передается на персональный компьютер. Персональный компьютер восстанавливает график изменения скорости V(t) (рис. 3).