M6: Model Hydraulický systém dvoch zásobníkov kvapaliny s interakciou

Σχετικά έγγραφα
M8 Model "Valcová a kužeľová nádrž v sérií bez interakcie"

3. Striedavé prúdy. Sínusoida

Goniometrické rovnice a nerovnice. Základné goniometrické rovnice

Matematika Funkcia viac premenných, Parciálne derivácie

Numerické metódy Zbierka úloh

Matematika prednáška 4 Postupnosti a rady 4.5 Funkcionálne rady - mocninové rady - Taylorov rad, MacLaurinov rad

Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ M A T E M A T I K A

1. Limita, spojitost a diferenciálny počet funkcie jednej premennej

Motivácia Denícia determinantu Výpo et determinantov Determinant sú inu matíc Vyuºitie determinantov. Determinanty. 14. decembra 2010.

Start. Vstup r. O = 2*π*r S = π*r*r. Vystup O, S. Stop. Start. Vstup P, C V = P*C*1,19. Vystup V. Stop

Matematický model robota s diferenciálnym kolesovým podvozkom

M6 Model Dve nádrže pod tlakom s potrubím, čerpadlom, snímačmi tlaku a prietoku

KATEDRA DOPRAVNEJ A MANIPULAČNEJ TECHNIKY Strojnícka fakulta, Žilinská Univerzita

Margita Vajsáblová. ρ priemetňa, s smer premietania. Súradnicová sústava (O, x, y, z ) (O a, x a, y a, z a )

Cieľom cvičenia je zvládnuť riešenie diferenciálnych rovníc pomocou Laplaceovej transformácie,

RIEŠENIE WHEATSONOVHO MOSTÍKA

Riešenie rovníc s aplikáciou na elektrické obvody

Otáčky jednosmerného motora

M7 Model Hydraulický ráz

Riadenie zásobníkov kvapaliny

6 APLIKÁCIE FUNKCIE DVOCH PREMENNÝCH

Riešenie úloh v simulačnom jazyku MATLAB s využitím skriptov a funkcií

7. FUNKCIE POJEM FUNKCIE

HASLIM112V, HASLIM123V, HASLIM136V HASLIM112Z, HASLIM123Z, HASLIM136Z HASLIM112S, HASLIM123S, HASLIM136S

ZADANIE 1_ ÚLOHA 3_Všeobecná rovinná silová sústava ZADANIE 1 _ ÚLOHA 3

Faculty of Mathematics, Physics and Informatics Comenius University Bratislava. NumDif

Obvod a obsah štvoruholníka

Úvod. Na čo nám je numerická matematika? Poskytuje nástroje na matematické riešenie problémov reálneho sveta (fyzika, biológia, ekonómia,...

Riešenie sústavy lineárnych rovníc. Priame metódy.

Úvod do lineárnej algebry. Monika Molnárová Prednášky

Cvičenie č. 4,5 Limita funkcie

Kontrolné otázky na kvíz z jednotiek fyzikálnych veličín. Upozornenie: Umiestnenie správnej a nesprávnych odpovedí sa môže v teste meniť.

7 Derivácia funkcie. 7.1 Motivácia k derivácii

Meranie na jednofázovom transformátore

Nelineárne optimalizačné modely a metódy

Úvod. Na čo nám je numerická matematika? Poskytuje nástroje na matematické riešenie problémov reálneho sveta (fyzika, biológia, ekonómia,...

Pevné ložiská. Voľné ložiská

Metódy vol nej optimalizácie

Matematická analýza pre fyzikov IV.

24. Základné spôsoby zobrazovania priestoru do roviny

Rozsah akreditácie 1/5. Príloha zo dňa k osvedčeniu o akreditácii č. K-003

MOSTÍKOVÁ METÓDA 1.ÚLOHA: 2.OPIS MERANÉHO PREDMETU: 3.TEORETICKÝ ROZBOR: 4.SCHÉMA ZAPOJENIA:

3. prednáška. Komplexné čísla

x x x2 n

Výpočet. grafický návrh

Matematika 2. časť: Analytická geometria

OTÁZKY SKÚŠKA z TE 2

S ohadom na popis vektorov a matíc napr. v kap. 5.1, majú normálne rovnice tvar

Komplexné čísla, Diskrétna Fourierova transformácia 1

Ekvačná a kvantifikačná logika

Jednotkový koreň (unit root), diferencovanie časového radu, unit root testy

Strana 1/5 Príloha k rozhodnutiu č. 544/2011/039/5 a k osvedčeniu o akreditácii č. K-052 zo dňa Rozsah akreditácie

MATEMATIKA I ZBIERKA ÚLOH

ARMA modely čast 2: moving average modely (MA)

1.4 Rovnice, nerovnice a ich sústavy

Einsteinove rovnice. obrázkový úvod do Všeobecnej teórie relativity. Pavol Ševera. Katedra teoretickej fyziky a didaktiky fyziky

Úvod do lineárnej algebry

Numerické metódy Učebný text pre bakalárske štúdium

MIDTERM (A) riešenia a bodovanie

NÁVRH A EXPERIMENTÁLNE OVERENIE ALGORITMU OPTIMÁLNEHO RIADENIA PRE VÝUKOVÝ MODEL MECHANICKÉHO SYSTÉMU

Numerické metódy, pravdepodobnosť a matematická štatistika. Ján BUŠA Viktor PIRČ Štefan SCHRÖTTER

Numerické metódy, pravdepodobnosť a matematická štatistika

Metodicko pedagogické centrum. Národný projekt VZDELÁVANÍM PEDAGOGICKÝCH ZAMESTNANCOV K INKLÚZII MARGINALIZOVANÝCH RÓMSKYCH KOMUNÍT

PREHĽAD ZÁKLADNÝCH VZORCOV A VZŤAHOV ZO STREDOŠKOLSKEJ MATEMATIKY. Pomôcka pre prípravný kurz

Spojité rozdelenia pravdepodobnosti. Pomôcka k predmetu PaŠ. RNDr. Aleš Kozubík, PhD. 26. marca Domovská stránka. Titulná strana.

VLASTNÉ ČÍSLA A JORDANOV KANONICKÝ TVAR. Michal Zajac. 3 T b 1 = T b 2 = = = 2b

MATEMATIKA 4.OA - 5 h týždenne 165 h ročne školský rok 2014/2015

DESKRIPTÍVNA GEOMETRIA

Prechod z 2D do 3D. Martin Florek 3. marca 2009

Odporníky. 1. Príklad1. TESLA TR

Akumulátory. Membránové akumulátory Vakové akumulátory Piestové akumulátory

Ohmov zákon pre uzavretý elektrický obvod

Mini minimaliz acia an BUˇ Koˇ sice 2011

Podnikateľ 90 Mobilný telefón Cena 95 % 50 % 25 %

TREDNÁ ODBORNÁ ŠKOLA STRÁŽSKE PRACOVNÝ ZOŠIT. k predmetu Matematika pre

Technická univerzita v Košiciach. ROČNÍKOVÁ PRÁCA č. 3 PRIBLIŽNÝ VÝPOČET TEPELNÉHO OBEHU LTKM

Numerické metódy matematiky I

NUMERICKÁ MATEMATIKA A MATEMATICKÁ ŠTATISTIKA

Technická univerzita v Košiciach Fakulta elektrotechniky a informatiky MATEMATIKA II. Zbierka riešených a neriešených úloh

TECHNICKÁ UNIVERZITA V KOŠICIACH MATEMATIKA II. Dušan Knežo, Miriam Andrejiová, Zuzana Kimáková

URČENIE MOMENTU ZOTRVAČNOSTI FYZIKÁLNEHO KYVADLA

UČEBNÉ TEXTY. Pracovný zošit č.5. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Elektrotechnické merania. Ing. Alžbeta Kršňáková

Diferenciálne rovnice. Základný jazyk fyziky

UNIVERZITA KOMENSKÉHO V BRATISLAVE FAKULTA MATEMATIKY, FYZIKY A INFORMATIKY DYNAMICKÉ ZOVŠEOBECNENIE TOBINOVHO MODELU

UNIVERZITA PAVLA JOZEFA ŠAFÁRIKA V. Prírodovedecká fakulta ÚSTAV FYZIKÁLNYCH VIED

DOMÁCE ZADANIE 1 - PRÍKLAD č. 2

Život vedca krajší od vysnívaného... s prírodou na hladine α R-P-R

η = 1,0-(f ck -50)/200 pre 50 < f ck 90 MPa

1. Určenie VA charakteristiky kovového vodiča

1. písomná práca z matematiky Skupina A

Priamkové plochy. Ak každým bodom plochy Φ prechádza aspoň jedna priamka, ktorá (celá) na nej leží potom plocha Φ je priamková. Santiago Calatrava

Rozsah hodnotenia a spôsob výpočtu energetickej účinnosti rozvodu tepla

2 Základy vektorového počtu

Harmonizované technické špecifikácie Trieda GP - CS lv EN Pevnosť v tlaku 6 N/mm² EN Prídržnosť

8. TRANSFORMÁCIA SÚRADNÍC

Jednotkový koreň (unit root), diferencovanie časového radu, unit root testy

,Zohrievanie vody indukčným varičom bez pokrievky,

Vyhlásenie o parametroch stavebného výrobku StoPox GH 205 S

C. Kontaktný fasádny zatepľovací systém

Lineárne programovanie

Transcript:

M6: Model Hydraulický ytém dvoch záobníkov kvapaliny interakciou Úlohy:. Zotavte matematický popi modelu Hydraulický ytém. Vytvorte imulačný model v jazyku: a. Matlab b. imulink 3. Linearizujte nelineárny model Hydraulický ytém 4. imulujte dynamiku ytému ako odozvu na rôzne vtupné ignály Pre riešenie úloh uvažujeme naledovné: Obr. Hydraulický ytém

Fyzikálne veličiny: U (t) Napätie ora (akčný záah) Q c (t) h (t) h (t) h 3 (t) Prietok čerpadla Výška hladiny v prívodnej trubici Výška hladiny v prvej nádobe Výška hladiny v druhej nádobe (regulovaná veličina) Parametre: 3 C Prierez prívodnej trubice Prierez prvej nádoby Prierez druhej nádoby Prierez netenoti čerpadla V Prierez ventilu č. V Prierez ventilu č. g U necit k h ma h ma h 3ma U ma Gravitačné zrýchlenie Necitlivoť ora konštanta ora Maimálna výška hladiny v prívodnej trubici Maimálna výška hladiny v prvej nádobe Maimálna výška hladiny v druhej nádobe Maimálna hodnota napájacieho napätia Hutota kvapaliny ( 0 3 )

Úloha č.: Zotavte matematický popi modelu M5 Matematický opi dynamického modelu Hydraulický ytém vychádza zo základných fyzikálnych princípov z oblati hydrauliky ako ú rovnica kontinuity Q m. v konšt Torricelliho vzorec v. g. h či materiálová bilancia záobníkov ktorá je daná takto: (účet vtupujúcich tokov hnoti) - (účet vytupujúcich tokov hnoti) = (rýchloť akumulácie hnoti v ytéme). () Záviloť prietoku čerpadlom vyjadrujú rovnice () a (3). Q C od veľkoti napájacieho napätia U Q C k( U U necit ) pre U U necit () Q C 0 pre U U necit. (3) Matematický opi dynamického modelu M5 pozotáva z naledujúcich diferenciálnych rovníc. rádu: h ( t) k( U U ) gh ( t) necit C pre U U (4a) necit h ( t) 0 gh ( t) C pre U U necit. (4b) h ( t) k( U ( t) U ) gh ( t) L g[ h ( t) h ( t)] ak h ( ) t h ma (5a) necit C V V 3 h ( t) 0 gh ( t) L g[ h ( t) h ( t)] C V V 3 h ( t) L g[ h ( t) h ( t)] L gh ( t) 3 V V 3 V V 3 3 ak h t) (5b) ( h ma (6)

Úloha č. : Vytvorte imulačný model v jazyku:.a Matlab Naprogramujte imulačný model M5 v protredí Matlab na základe matematického modelu (diferenciálne rovnice (4a) (4b) (5a) (5b) (6)) pri zadefinovaných vtupných parametrov modelu (zadá cvičiaci) a pri naledujúcej voľbe tavových veličín: ( t) h ( t) ( t) h ( t) ( t) h ( t) 3 3 (7) ( t) k( U ( t) U ) g ( t) pre U ( t) U necit C necit ( t) 0 g ( t) pre U ( t) U necit C ( t) k( U ( t) U ) g ( t) L g ( ) ( ) t t ak h ( t) h necit C V V 3 ma () t 0 C g( t) ( ) 3( ) V LV g ak ( ) ma t t h t h ( t). L. g ( ) ( ).. ( ) t t L g t. 3 V V 3 V V 3 3 (8) Úlohu riešte pomocou:.a. - eitujúcej funkcie ode45 v Matlabe.a. - vlatnej naprogramovanej funkcie Runge-Kutta 4.rádu.

.b imulink Vytvorte nelineárny imulačný model M5 pomocou základných knižných blokov v protredí imulink na základe matematického modelu (diferenciálne rovnice (4a) (4b) (5a) (5b) (6)) pri zadefinovaných vtupných parametrov modelu a pri uvažovaní fyzikálnych obmedzení ytému (zadá cvičiaci). Obr. chéma ytému M5 v imulinku

Úloha č.3: Linearizujte nelineárny model Hydraulický ytém Vytvorte lineárny matematický model modelu M5: a) metódou rozvoja do Taylorovho radu b) použitím Jacobiho matice. 3.a Linearizujte model M5 metódou rozvoja do Taylorovho radu Lineárny matematický model zotavíme na základe naledujúcich rovníc: y A A A n n (9) kde Δ i = i X i predtavuje odchýlku od pracovného bodu. Po doadeni parametrov modelu do nelineárnych rovníc dotávame naledujúce diferenciálne rovnice. h ( t) ku ku g h glv h ( t) h ( t) c V ma 3 h ( t) glv h ( t) h ( t) LV h V V 3 3 3 3 3 Majme dva pracovné body: U = 8 V L V = 0.4 L V = 0. H 0 = 0.33 m H 30 = 0.6 m Pracovný bod A U = 9 V L V = L V = 0.3 H 0 = 0.3 m H 30 = 0.3 m Pracovný bod B

Vytvoríme odchýlkový model d( H0 h( t)) c k( U U) kunec H0 dt V 0 30 3 d( H h ( t)) glv H h ( t) H h ( t) LV H h ( t). 30 3 V V 0 30 3 30 3 dt 3 3 glv H h ( t) H h ( t) Po úpravách a doadení jednotlivých parametrov dotávame: h ( t) ku a h ( t) a h ( t) 3 h ( t) a h ( t) a h ( t) 3 3 (0) Z týchto rovníc i vytvoríme tavový opi ytému: A B h () () t a a h t k h3() t h () t U a a h3() t 0 y [ 0 ] D h3() t U () C využitím vzorca F( ) C( I A) B D pričom I je jednotková matica môžeme opi ytému v tavovom prietore prepíať na tvar obrazového prenou. Zíkame tak obrazový preno zlinearizovaného hydraulického ytému vo zvolenom pracovnom bode. b F ( ) a a a 0 0 ()

3.b Linearizujte model M5 využitím Jacobiho matice Jacobiho matica má naledujúci tvar: f f A J( ) f f Funkcie f a f ú rovnice 5a a 6 ktoré je potrebné linearizovať v pracovnom bode. Maticu B vypočítame naledovne: f u B J( ) f u (3) (4)

Úloha č. 4: imulujte dynamiku ytému ako odozvu na rôzne vtupné ignály doba imulácie: 000 perióda vzorkovania: 4. Verifikácia nelineárneho modelu M5

4. Verifikácia lineárneho odchýlkového modelu