阅读文献《李国栋. 页岩炼油厂洗涤塔温度控制系统的研究[D]. 辽宁:东北大学,2013.》,给出式(3.3)的线性化过程
时间: 2024-02-22 08:01:31 浏览: 24
根据文献中的式(3.3):
$$
\frac{d(T_c-T_r)}{dt}=\frac{1}{C_P}(q_{in}-q_{out})
$$
其中,$T_c$ 表示洗涤塔内部混合液的温度,$T_r$ 表示洗涤液的温度,$C_P$ 表示混合液的比热容,$q_{in}$ 表示流入洗涤塔的热量,$q_{out}$ 表示流出洗涤塔的热量。
对式(3.3)进行线性化,需要先对其进行偏导数求解:
$$
\begin{aligned}
&\frac{\partial}{\partial T_c}\left(\frac{d(T_c-T_r)}{dt}\right)=\frac{\partial}{\partial T_c}\left(\frac{1}{C_P}(q_{in}-q_{out})\right)\\
&\frac{\partial}{\partial T_c}\left(\frac{d(T_c-T_r)}{dt}\right)=\frac{1}{C_P}\frac{\partial}{\partial T_c}(q_{in}-q_{out})\\
&\frac{\partial}{\partial T_c}\left(\frac{d(T_c-T_r)}{dt}\right)=\frac{1}{C_P}\frac{\partial q_{in}}{\partial T_c}-\frac{1}{C_P}\frac{\partial q_{out}}{\partial T_c}
\end{aligned}
$$
将 $\frac{d(T_c-T_r)}{dt}$ 代入上式,得:
$$
\begin{aligned}
&\frac{\partial}{\partial T_c}\left(\frac{1}{C_P}(q_{in}-q_{out})\right)=\frac{1}{C_P}\frac{\partial q_{in}}{\partial T_c}-\frac{1}{C_P}\frac{\partial q_{out}}{\partial T_c}\\
&\frac{1}{C_P}\left(\frac{\partial q_{in}}{\partial T_c}-\frac{\partial q_{out}}{\partial T_c}\right)
\end{aligned}
$$
因此,线性化后的控制系统方程为:
$$
\frac{d(T_c-T_r)}{dt}=\frac{1}{C_P}(q_{in}-q_{out})+\frac{1}{C_P}\left(\frac{\partial q_{in}}{\partial T_c}-\frac{\partial q_{out}}{\partial T_c}\right)(T_c-T_r)
$$
这就是式(3.3)的线性化过程。