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Esempi PASC - impianti chimici

In questa pagina ti vengono mostrati esempi di sistemi (reali o simulati) controllati usando il metodo PASC.

> Sistema neutralizzante

In questo esempio, vogliamo controllare un processo chimico simulato costituito da un sistema di miscelazione in cui due liquidi con diverse portate e concentrazioni vengono combinati per regolare il livello di pH del liquido miscelato. Il primo liquido (A) è acido (pH=4) e il secondo liquido (B) è basico (pH=10). Gli ingressi di questo sistema sono:

  1. qa(t): Portata del liquido A (in cm³/s).

  2. qb(t): Portata del liquido B (in cm³/s).

Le uscite del sistema sono:

  1. q(t): Portata del liquido in uscita dal serbatoio (in cm³/s).

  2. h(t): Altezza della colonna di liquido nel serbatoio (in cm).

  3. pH(t): pH del liquido nel serbatoio, determinato dall'equilibrio ionico.

Clicca qui per maggiori informazioni su un sistema neutralizzante.

Come esempio di applicazione del servizio PASC, progettiamo il sistema di controllo per il sottosistema SISO con la portata del liquido A come input ed il pH del liquido nel serbatoio come output. La portata del liquido B è considerata costante.

L'utilizzo del servizio PASC per la progettazione e l'analisi del sistema di controllo è illustrato di seguito. Questo include la compilazione dei moduli per i test preliminari e di identificazione, oltre ai risultati del progetto accompagnati da grafici e analisi correlate. â€‹Per maggiori informazioni riguardanti il processo o la progettazione del sistema di controllo, contatta SCA CONTROL.

Test preliminare

MODULO PER IL TEST PRELIMINARE

Parametri di processo

advanced

advanced

Configurazione dell'ingresso

Configurazione dell'uscita

Grafico del test preliminare (uscita)

Analisi risposta al gradino positivo

  • Guadagno statico stimato: -0.0707

  • Ritardo stimato: 0.100 s

  • Costante di tempo stimata: 3.400 s

  • Banda stimata: 0.294 rad/s

  • Tempo di campionamento richiesto: 0.0648 s

  • Deviazione standard rumore: 0.0376

  • Deviazione standard rumore (%): 3.0143%

Grafico del test preliminare (ingresso)

Analisi risposta al gradino negativo

  • Guadagno statico stimato: -0.0289

  • Ritardo stimato: 0.080 s

  • Costante di tempo stimata: 2.120 s

  • Banda stimata: 0.472 rad/s

  • Tempo di campionamento richiesto: 0.0404 s

  • Deviazione standard rumore: 0.0401

  • Deviazione standard rumore (%): 26.0108%

Test finale

MODULO PER IL TEST FINALE

Parametri di controllo

advanced

expert

advanced

expert

Grafico del test di identificazione (uscita)

Analisi processo

  • Equazione: y(k) = 0.9914y(k-1) - 0.0133y(k-2) - 0.0021u(k-10) + 0.0023u(k-11) - 0.0016u(k-12)

  • Tempo di campionamento: 0.0404 s

  • Poli continui: -0.5570   -106.3320

  • Zeri continui: -2.8488+22.3264j     -2.8488-22.3264j

  • Poli discreti: 0.9777    0.0136

  • Zeri discreti: 0.5526+0.6993j     0.5526-0.6993j

  • Campioni di ritardo: 10 (0.4040 s)

Grafico del test di identificazione (ingresso)

Sintesi del controllore

  • Tipo di controllore: AC

  • Equazione: u(k) = 2.5058u(k-1) - 2.0342u(k-2) + 0.5277u(k-3) + 0.0011u(k-10) - 0.0012u(k-11) + 0.0009u(k-12) - 0.5265e(k) + 0.5220e(k-1) - 0.0070e(k-2)

  • Guadagni PID: n/a

Analisi del sistema di controllo

Risposta al gradino ideale del sistema controllato (uscita)

Analisi risposta al gradino

  • Tempo di salita: 1.7372 s

  • Tempo di assestamento: 6.1004 s

  • Overshoot: 11.9064%

Risposta al gradino ideale del sistema controllato (azione di controllo)

Diagramma di Bode

Analisi diagramma di Bode

  • Margine di Guadagno: 11.5494 dB

  • Margine di Fase: 55.3503°

  • Frequenza di attraversamento (margine di guadagno): 1.7592 rad/s

  • Frequenza di attraversamento (margine di fase): 0.6172 rad/s

  • Nota sulla robustezza all'instabilità a variazioni di guadagno: robustezza elevata

  • Nota sulla robustezza all'instabilità a variazioni di fase: robustezza buona

Simulazione risposta al gradino con rumore del sistema controllato (uscita)

Simulazione risposta al gradino con rumore del sistema controllato (azione di c.)

Analisi del rumore in uscita

  • Deviazione standard del rumore in uscita: 0.0376

  • Deviazione standard del rumore in uscita (%): 3.0143%

  • Deviazione standard del rumore in ingresso: 0.0211 cm3/s

  • Deviazione standard del rumore in ingresso(%): 0.1038%

  • Guadagno del rumore: 0.5602

  • Guadagno del rumore relativo: 0.0344

  • Nota sulla robustezza al rumore in uscita: robustezza elevata

Diagramma di Bode della funzione sensibilità

Analisi dellà sensibilità

  • Picco di sensibilità: 4.1836 dB

  • Frequenza del picco di sensibilità: 1.1146 rad/s

  • Nota sulla robustezza alle incertezze del modello: robustezza discreta

Validazione con il sistema reale

Risposta al gradino reale del sistema controllato (uscita)

Risposta al gradino reale del sistema controllato (azione di controllo)

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