化学反应器模型

打开化学反应器的Simulink模型。

open_system (“scdcstr”）

反应堆有三个输入和两个输出。

这个例子关注的是冷却剂温度的响应，冷却液温度，为残留浓度，CA，当进料浓度和进料温度恒定时。

有关反应堆建模的更多信息，请参见[1]。

绘制反应堆线性响应图

反应堆模型包含来自Simulink控制设计线性分析图库的波德图块。该块配置了:

该波德图块配置为对外部触发信号的上升边缘执行线性化。线性化触发信号块计算触发信号，并在剩余浓度满足下列任一条件时产生上升边。

要查看Bode Plot块配置，双击该块。

要在模拟过程中查看块的Bode图，必须在模拟模型之前打开图窗口。单击展示图．

模拟模型。

sim卡(“scdcstr”）

波德图显示了线性化触发信号块所产生的触发信号对应的三个工作点上的线性化反应器。

低残留浓度和高残留浓度下的线性化是相似的，但过渡期间的线性化有显著不同的直流增益和相位特性。在低频时，相位相差180度，表明存在不稳定极点或零。

记录反应堆线性响应

您可以将计算的线性系统保存到模型工作区中。要做到这一点，请使用日志记录块的TAB。

对于本例，Bode Plot块被配置为将计算的响应保存在MATLAB®工作区中作为一个LinearReactor结构。

LinearReactor

stringreactor = struct，字段:时间:[3x1 double]值:[1x1x3x1 ss] blockName: 'scdcstr/Bode Plot'

在这个结构中，值字段将线性系统存储为LTI状态空间模型的数组。有关更多信息，请参见模型阵列．对应的模拟时间的线性化记录在时间字段。

得到计算的线性模型。

P1 = LinearReactor.values (:: 1);P2 = LinearReactor.values (:: 2);P3 = LinearReactor.values (:: 3);

当反应器从低残留浓度过渡到高残留浓度的27秒时，线性系统的Bode图表明系统可能是不稳定的。为了证实这一结果，以零极增益格式显示线性系统。

zpk (P1) zpk (P2) zpk (P3)

ans =从输入"Coolant Temp"到输出"CSTR/2": -0.1028 ---------------------- (s^2 + 2.215s + 2.415)连续时间零/极/增益模型。ans =从输入“冷却液温度”到输出“CSTR/2”:-0.07514 --------------------- (s+0.7567) (s-0.3484)连续时间零/极/增益模型。ans =从输入“冷却剂温度”到输出“CSTR/2”:-0.020462 --------------------- (s+0.8542) (s+0.7528)连续时间零/极/增益模型。

关闭Simulink模型。

bdclose (“scdcstr”）

参考

Seborg, Dale, Thomas Edgar和Duncan mellicchamp。过程动力学与控制，第二版．约翰·威利父子有限公司，2006年。