Обратная связь с датчика температуры

[Antel]

Здравствуйте. Не могли бы Вы поделиться свои опытом? У меня есть схема понижающего преобразователя со стабилизацией уровня выходного напряжения. Я бы хотел на его основе сделать небольшую печь, где в качестве объекта нагрева выступает сопротивление Rnag. Моя идея заключается в том, чтобы отслеживать уровень температуры с помощью термопары и в зависимости от сигнала «ошибки» изменять уровень выходного напряжения (с помощью ШИМ).
На рис.1 представлена схема понижающего преобразователя и его блок-схема. На рис.2 изображено то, что я хочу сделать. Все передаточные функции для понижающего преобразователя мне известны. ПФ термопары и нагреваемого сопротивления (последняя определена по графику зависимости изменения температуры от времени нагрева) тоже известны.

Моя проблема заключается в том, что я не знаю, как мне составить блок-схему всей системы (чтобы в дальнейшем сделать её модель в Matlab). К сообщению прикрепил документ, где на стр 8 и 12 описана «Математическая модель системы терморегулирования», но в ней преобразователь напряжения заменили обычным звеном с некоторым коэф.усиления. Хотел спросить: это правильный подход? Просто в моем представлении, я должен как-то определить ПФ влияния сигнала Verr на «Температуру» т.е. Gdc=Температура/Verr.

Вопросы, которые я хотел бы спросить:
1) На сколько правильно заменять ПФ преобразователя некоторым постоянным коэф. усиления и делают ли так?
2) Верно ли составлена блок-схема, изображенная на рис 2?
Спасибо

1.png

2.png

01.doc

[Универсал]

ОУ U2 и весь его обвес, а также всё после силового ключа ( дроссель, диод, конденсатор, делитель напряжения) не нужны. На ШИМ непосредственно подать с выхода ОУ U1.

[Antel]

Спасибо, Универсал, за предложение. Но я бы хотел оставить контур стабилизации выходного напряжения на ОУ U2 (тем более что он работает), а сигнал с датчика температуры использовать как второй контур ОС. В статьях, где рассматриваются установки для нагрева, всегда устанавливают какой-нибудь преобразователь (тиристорный, понижающий или любой другой) и от L-C фильтра не отказываются (прикрепил рис 3) - я тоже не стану.

Хотел бы переформулировать вопрос:
Мне необходимо рассчитать параметры ПИ-регулятора ОС (U1) с датчика температуры. Если я воспользуюсь методикой из документа (из первого сообщения) и представлю понижающий преобразователь как некоторое апериодическое звено (рис. 4), а после чего пройду всю процедуру определения параметров ПИ-регулятора. То какова вероятность, что когда я подключу рассчитанный ПИ-регулятор к моей схеме, она корректно заработает? Ведь, если я правильно понял, то мы можем заменить ПФ преобразователя некоторым апериодическим звеном т.к. температура не может изменяться скачком при регулировке ШИМ.
Возможно, в чем-то я не прав.

3.png

4.png

[Универсал]

Понятно. Значит, вам не ехать, а шашечки. Диссертацию пишете?

[Antel]

Мне просто нужно обоснованное решение. Если не сложно, не могли бы вы посмотреть на стр 20-23 прикрепленного документа? У меня есть сложности с проектированием ПИ-регулятора. Там записана ПФ разомкнутой системы, при выбранной постоянной времени регулятора Т=6144 и желаемой частоте среза w_сж. Мне не понятно как определили необходимое усиление k=0.00316 по графику (график в документе не представлен).
К сообщению прикрепил ЛАФЧХ рассматриваемой ПФ

2.png

.

Текст программы Matlab:

[+]

close all;
H = 1.158;
Tm = 50;
Tn = 6144;
s = tf('s');
%% Loop gain
T = H/(s*(Tm*s+1));
bode(T);

[kirik]

Ведь, если я правильно понял, то мы можем заменить ПФ преобразователя некоторым апериодическим звеном т.к. температура не может изменяться скачком при регулировке ШИМ.

Преобразователь в данном применении никак не может быть апериодическим звеном, только безынерционным (пропорциональным) т.к. время переходного процесса в тысячи раз меньше времени переходных процессов в термических установках.

Добавлю что печь стоит рассматривать как 2 последовательно соединенных апериодических звена, заготовка тоже имеет тепловую емкость и инерционность.