MPCE實(shí)驗(yàn)裝置列管式換熱器系統(tǒng)建模與控制算法研究的任務(wù)書

MPCE實(shí)驗(yàn)裝置列管式換熱器系統(tǒng)建模與控制算法研究的任務(wù)書任務(wù)書課題名稱：MPCE實(shí)驗(yàn)裝置列管式換熱器系統(tǒng)建模與控制算法研究任務(wù)背景及意義：換熱器是化工生產(chǎn)中常見的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于熱傳遞、冷卻、蒸發(fā)、濃縮等過(guò)程。其中，列管式換熱器因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于維護(hù)和操作等特點(diǎn)，受到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。隨著工業(yè)自動(dòng)化的不斷進(jìn)步，更加高效、準(zhǔn)確的換熱控制方式得到了人們的重視，在實(shí)際生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。本課題旨在研究MPCE實(shí)驗(yàn)裝置列管式換熱器的建模方法與控制算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)換熱過(guò)程的精確控制，提高換熱效率和生產(chǎn)效益。研究?jī)?nèi)容：1.列管式換熱器的建模通過(guò)對(duì)列管式換熱器的管殼兩相傳熱模型進(jìn)行建模，得到系統(tǒng)傳熱、溫度變化規(guī)律等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)換熱器系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述。2.列管式換熱器的控制算法設(shè)計(jì)采用PID控制算法，結(jié)合換熱器回路的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)合適的控制算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)換熱器系統(tǒng)的溫度控制和控制精度的提高。3.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析利用MPCE實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果調(diào)整模型和控制算法參數(shù)，提升模型的準(zhǔn)確性和控制效果。預(yù)期成果：1.列管式換熱器的建模方法和模型參數(shù)。2.列管式換熱器的控制算法和算法參數(shù)。3.列管式換熱器實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果及數(shù)據(jù)分析。研究方法：1.文獻(xiàn)調(diào)研法，了解列管式換熱器的相關(guān)知識(shí)和研究現(xiàn)狀。2.數(shù)學(xué)建模法，采用微積分、物理學(xué)、熱力學(xué)等相關(guān)理論，對(duì)列管式換熱器的管殼兩相傳熱模型進(jìn)行建模。3.控制算法設(shè)計(jì)法，結(jié)合換熱器回路的特點(diǎn)和控制需求，設(shè)計(jì)合適的PID控制算法，并確定算法參數(shù)。4.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法，利用MPCE實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，收集數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。研究進(jìn)度計(jì)劃：1.完成文獻(xiàn)調(diào)研，熟悉列管式換熱器的相關(guān)知識(shí)和研究現(xiàn)狀，確定研究方向和內(nèi)容。預(yù)計(jì)時(shí)間：1個(gè)月。2.進(jìn)行列管式換熱器管殼兩相傳熱模型的建模，包括建立傳熱方程和數(shù)值解析。預(yù)計(jì)時(shí)間：2個(gè)月。3.設(shè)計(jì)PID控制算法，包括算法框圖、控制器參數(shù)選擇和調(diào)整等。預(yù)計(jì)時(shí)間：2個(gè)月。4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，收集數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)模型和算法進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。預(yù)計(jì)時(shí)間：3個(gè)月。5.撰寫課題研究報(bào)告，并進(jìn)行成果展示和總結(jié)。預(yù)計(jì)時(shí)間：2個(gè)月。參考文獻(xiàn)：1.黃志剛.列管式換熱器傳熱傳質(zhì)特性研究[D].上海大學(xué),2017.2.YinWeifeng,ZhangPeiyu.ResearchonintelligentcontrolsystemforplateandframeheatexchangerbasedonPLCandPID[J].ProcediaEngineering,2014,79:440-445.3.WenHongyu,HuangZhanhua.Researchondecouplingcontrolalgorithmforheatexchangerinwastewa