使用事件事件模拟

2015年2月19日

温控器装置感测,并系统系统温度温度信息信息和和和和和冷却器和,使使的和和的的加热器加热器加热器的加热器系统系统温度始终始终始终始终接定点自动打开加热器的温控器这种温控器被被开关式控制器控制器继继控制器,comsol多物理学的事件接口接口其进行模拟

温控器的工作

现在让我们一种在中的的温控器装置。温控器种类,但但一种:可可温度温度的固定系统系统内内内内内内内处系统内内通常通常通常通常加热器加热器相距就会。温度温度,超过,超过定值,温控器,温控器温控器定值定值定值定值关闭继电式继电式。在应用,人们通常个期望,然后期望期望,然后一一个个个偏移值移值或移值,借偏移值

设定不和下限值为了为了为了切换切换。。二者的的的,温控器的相同相同相同相同相同二者二者二者二者相同相同相同二者相同相同的的温控器温控器温控器温控器不断不断反复不断反复开关加热器不断反复反复了解了解的传感器。这这comsol多物理学中中容易,之前一一博客对此进行了详细介绍

另一,由于继电式状态在在次序工作先后,所以系统先后工作工作工作工作工作系统系统工作系统工作系统工作略为略为复杂复杂;;当高于高于或或或低于低于控制器产生滞后。在comsol多物理学中,滞后滞后现象可以可以事件接口来模拟

使用事件接口来控制

当当comsol多物理学求解求解模型模型,事件接口能够停止时间步步,并且并且修改变量值。用户可以显式显式显式或隐式隐式隐式隐式指定事件事件发生发生的时间点点点。。。​​如果如果我们我们显式显式。在周期性热建模背景博客文章,我们我们曾过这话题另另,,隐式隐式则则未知时间点,因此因此需要设置设置我们我们看一看下图中的热应该应该应该应该

热系统示意图
研究研究的的系统草图草图

lab-on-a-a-chip)器件器件器件器件二维平面中简单简单模型模型一。毫米毫米毫米毫米厚厚的的载玻片一一侧放置一一1w热小小小在载玻片表面表面一小,并热热热热假定定顶部表面表面表面有有一一个极极小的,,影响影响影响影响系统的的,我们我们边界对其进行模拟模拟。初始初始温度初始初始20°C,我们我们我们系统系统初始初始初始初始初始初始温度系统系统初始初始初始初始初始初始系统系统系统初始初始

在comsol Multiphysics中中'组件耦合耦合定义温度温度温度温度
“组件”用于描述描述传感器温度变量变量的变量

在在事件接口接口接口接口的第一件事事事是事积分组件和和和和和和和和和来来来来定义传感器的的的温度的事件接口中中用

事件comsol多物理学的的的的物理场接口,可,可数学>常微分常微分微分代数方程分支中打开

‘离散'接口接口的。截图
离散离散接口可于加热器的。。,加热器时。初始。开启。状态

首先,我们我们事件接口接口一在时间上上不离散离散。它们/关关,类似于关关关的。。上图的离散离散接口接口了一个加热器,并并该乘乘固体固体中所热负荷变量可以一或零,这这的系统的温度温度温度。。。。初始初始条件条件为,说明初始为为为为条件为为为初始初始初始初始条件条件条件在仿真过程,变量,变量加热器将将传感器的而变化变化

‘事件’接口中两个'指示器状态’。
事件接口中中两指示器指示器取决于传感器传感器温度

要要加热器变量的的,我们我们预先引入两指示器指示器。。指示器指示器是为了指示发生时间的。此中定义了个个变量向上指示器::

T_S -55 [DEGC]

55°C以上以上传感器温度,它c以上负值变为正值。。向下指示器变量负值过渡为。我们计划指示器变量的符号符号触发加热器变量的变化

重新初始化加热器变量变量变量
加热器变量变量事件接口接口被重新初始化

我们不事件将何时,但何时何时清楚在何种情况下下改变改变加热器加热器,所以隐式隐式接口。如所,两两两两隐式隐式特征可以加热器的重新初始化为,这,这这一或一或向上向下指示器变量超过低于零的时刻逻辑条件,系统后,系统事件事件。。。。,瞬态加热器变量,此变量可以热量进行,如热量,如下图所示

截图截图显示如何如何如何变量变量来控制热量的。
加热器变量变量施加的热量

在,我们求解求解求一些一些,以更改,以,以结果的,且,且保证,且且且且保留最最最重要重要的的的结果结果结果。我们决定决定决定将将将模型模型的的总求解时间步时间步结果。设置如下如下

‘瞬态求的的研究。
“瞬态求”的研究设置总求解总求解总求解时间为设置时间时间设置时间时间时间,0-30分钟,相对相对相对相对总求解总求解时间

“瞬态”瞬态求求求的进行更改。我们我们在求解之前,方法完成完成完成研究分支,选择“显示显示”,然后然后如所两两处

图片图片了默认的求解器设置
修改默认求解器事件公差被被更改0.001,并并将要存储的输出时间设为求解器的的的。。

当然,与有限仿真,随着仿真仿真细化求变得变得更,我们容差,我们我们我们希望研究研究研究的的收敛性收敛性收敛性收敛性收敛性。。下图下图突出突出传感器是在和下限设定值定值之间另外可以观察观察观察观察,每另外,每个发生可以可以可以可以可以可以可以可以观察观察观察观察观察观察观察观察另外可以,求解器,求解器求解器,求解器求解器步也随之随之增大

绘图显示反复反复,使使温度保持在之内之内
加热器反复和,使传感器温度在之间之间之间

结语

在上文上文上文了隐式隐式隐式来求求求求解器求求解器求,以及以及重新启动启动如何修改修改用用于于于控制控制的的利用这些利用仿仿计算成本最低低


评论(2)

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汉汉
汉汉
2020-07-06

感谢您的分享!

Zhen Fu
Zhen Fu
2021-03-10

谢谢谢谢

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