将式(29)简化为:
(30)
其中 , ,
进一步简化为 .
因A,B, , 已知,可得:
(31)
由式(31)可得出 ,因 已知,进而可得到 。
辨识结果:
通过大量的实验发现直接对采集到的输入输出数据进行参数辨识,结果与设定值有较大的偏差,因而对数据进行除噪,剔除奇异点以及进行一定的归一化处理,处理后辨识出来的结果与参数设定值间的偏差在工业允许的范围内。参数辨识结果如表一所示。
表一
参数 |
设定值 |
辨识结果 |
 |
10.0 |
9.8547 |
 |
1.0 |
1.0198 |
 |
1.0 |
|
 |
1.0 |
|
 |
1.0 |
|
 |
1.0 |
|
 |
1.0 |
|
仿真结果
3结论
本文基于高温高压灭菌锅系统模型,利用非线性参数辨识方法辨识了模型中的所有参数,对下一步研究高压锅内罐头模型奠定了一定的基础。通过大量的实验及其仿真结果表明,本文所辨识的参数结果与参数设定值基本一致,验证了高温高压模型的可靠性,参数辨识算法是正确的。
附录
本文中有关变量、符号的物理意义如下:
:高压干空气压力(KPa) :高温水蒸气压力(KPa)
:冷却水压力(KPa) :高压干空气温度(293.15K)
:高温水蒸气温度(423.15.15K) :冷却水温度(293.15 K)
A:安托尼方程常数(16.28886)B: 安托尼方程常数(3816.44)
C: 安托尼方程常数(46.13) :饱和蒸汽压力(KPa)
V: 高压锅体积(1 ) :锅内气相体积( )
:水摩尔质量(18 kg/kmol) :气体常数(8.314)
:锅内气相温度(K) :液态水密度(1000 )
:气相到液相能量传递速率(kJ/s) S: 高压锅横截面积(1 )
:锅内液相温度(K) :空气热焓函数(kJ/kg)
:水蒸气热焓函数(kJ/kg) :液态水热焓函数(kJ/kg)
:冷凝推动力常数(10.0) :气相液相热传递常数(1.0)
: 阀门特性常数(1.0) : 阀门特性常数(1.0)
: 阀门特性常数(1.0) : 阀门特性常数(1.0)
:罐头液相传热系数
: 阀门特性常数(1.0) : 阀开度动态时间常数(k=a,s,w)
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