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Das ist immer so. Hereinspaziert, neugierig geworden und tschüss.... Intrigant....
Opfer einer Intrige? Märtyrer?
Ein Opfer einer Intrige? Ein Märtyrer?
Ich warte.
Damit es keine Schwierigkeiten wie im Oszilloskop-Beispiel gibt, nehmen wir diesmal einen Haushalts-Elektroherd mit einem Brenner als Beispiel.
Ich hoffe, dass jeder mit diesem Gerät vertraut ist und weiß, wie man es benutzt.
(Nun weiß ich, dass nicht alle Techniker sind, sondern eher Menschenfreunde, und deshalb ist das Beispiel mit dem Oszilloskop für sie wirklich schwer zu verstehen)
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Wie Sie aus der Abbildung ersehen können, hat der Regler auf dieser Kachel fünf Positionen: 0 - 1 - 2 - 3 - 4. (von "Aus" bis "Maximum").
Ohne auf Fragen des Wärmeaustauschs mit der Umgebung einzugehen, nehmen wir einmal an, dass in diesen fünf vom Regler eingestellten Betriebsarten der Elektroerhitzer auf eine Temperatur von
0 -- "Aus"
1 -- 90 С
2 -- 100 С
3 -- 110 С
4 -- 120 С
Die Aufwärmzeit auf Betriebstemperatur beträgt laut Datenblatt maximal 6 Minuten.
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(Ich habe die Heiztemperatur in den verschiedenen Betriebsarten der Einfachheit halber und für weitere Aktionen mit dem Modell bedingt übernommen; die tatsächliche Heiztemperatur kann bei Bedarf experimentell ermittelt werden; in diesem Fall werden die Unterschiede, selbst wenn sie bestehen, nicht sehr groß und nicht von grundsätzlicher Bedeutung sein).
Die elektrische Heizung dieser unserer Kachel kann durch eine Differentialgleichung erster Ordnung beschrieben werden, auf die wir die Laplace-Transformation anwenden, um ihre Darstellung als aperiodische Verbindung erster Ordnung zu erhalten:
hier
Zeitkonstante Te ≈ 2 Minuten
Verstärkung k hängt von der gewählten Betriebsart ab
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Nehmen wir an, dass die Umgebungstemperatur und damit die Anfangstemperatur des Heizgerätes 15 °C beträgt.
Schauen wir uns an, wie das Heizgerät in den verschiedenen Modi heizt:
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0 -- "ausgeschaltet".
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1 -- 90 °C
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2 -- 100 °C
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3 -- 110 °C
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4 -- 120 °C
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Wir sehen, dass die Aufwärmzeit bis zur Betriebstemperatur (innerhalb von +/- 5%) in jedem Modus nicht mehr als 6 Minuten beträgt, wie im Datenblatt angegeben.
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Die Entscheidung für den Elektroherd ist gefallen. Aber der Elektroherd ist nur ein Hilfsmittel, um dieses Ziel zu erreichen. Das Ziel ist das Kochen. Als Nächstes werden die Kartoffeln darin gekocht.
Jetzt brauchen wir einen größeren Topf.
Füllen Sie die Kartoffeln so, dass genug für die ganze Familie übrig bleibt. Füllen Sie die Kartoffeln mit Wasser. Und stellen Sie den Topf mit den Kartoffeln in das Wasser auf dem Elektroherd.
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Jetzt brauchen wir einen größeren Topf.
Füllen Sie die Kartoffeln so, dass genug für die ganze Familie übrig bleibt. Füllen Sie die Kartoffeln mit Wasser. Und stellen Sie den Topf mit den Kartoffeln in das Wasser auf dem Elektroherd.
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Und natürlich denken wir daran, dass das Wasser im Topf kocht, wenn es 100 °C erreicht. Das Wasser wird nicht höher steigen - es wird kochen und überkochen, aber es wird nicht mehr als 100 °C erreichen, obwohl die Temperatur der Heizung unter dem Topf mehr als 100 °C betragen wird. Dies ist eine natürliche Temperaturbegrenzung.
Der Topf mit Wasser und die Kartoffel beim Erhitzen und Abkühlen können auch durch eine Differentialgleichung erster Ordnung beschrieben und durch eine aperiodische Verbindung erster Ordnung dargestellt werden
aber mit eigener Zeitkonstante und Verstärkung (die hauptsächlich von der Lautstärke des Potis abhängt).
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Als Ergebnis haben wir ein System "Elektroherd_mit_Regler + Topf_mit_Wasser_und_Kartoffeln".
Vom Standpunkt des Kartoffelkochens aus gesehen sind folgende Punkte von Bedeutung
1. Regler - Betriebsartenwahlschalter
2. elektrische Heizung - Ausführungselement
3. pan - Steuerobjekt
.
Lassen Sie uns nun unser Wissen in Form eines Blockdiagramms darstellen:
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Betrachten wir als Nächstes den Prozess des Kartoffelkochens.
Und natürlich denken wir daran, dass das Wasser im Topf kocht, wenn es 100 °C erreicht. Das Wasser wird nicht höher steigen - es wird kochen und überkochen, aber es wird nicht mehr als 100 °C erreichen, obwohl die Temperatur der Heizung unter dem Topf mehr als 100 °C betragen wird. Dies ist eine natürliche Temperaturbegrenzung.
Der Topf mit Wasser und die Kartoffel beim Erhitzen und Abkühlen können auch durch eine Differentialgleichung erster Ordnung beschrieben und durch eine aperiodische Verbindung erster Ordnung dargestellt werden
aber mit eigener Zeitkonstante und Verstärkung (die hauptsächlich von der Lautstärke des Potis abhängt).
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Als Ergebnis haben wir ein System "Elektroherd_mit_Regelung + Topf_mit_Wasser_und_Kartoffeln".
Vom Standpunkt des Kartoffelkochens aus gesehen sind folgende Punkte von Bedeutung
1. Regler - Betriebsartenwahlschalter
2. elektrische Heizung - Ausführungselement
3. pan - Steuerobjekt
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Lassen Sie uns nun unser Wissen in Form eines Blockdiagramms darstellen:
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Denken Sie an den Prozess des Kartoffelkochens.
Das ist alles sehr interessant, aber wir müssen uns die Quellen ansehen, um uns die Konzepte zu merken:
"Der Topf mit Wasser und Kartoffeln während des Erhitzens und Abkühlens kann auch durch eine Differentialgleichung erster Ordnung beschrieben werden, die durch eine aperiodische Verbindung erster Ordnung dargestellt wird
aber mit einer eigenen Zeitkonstante und Verstärkung (die hauptsächlich von der Lautstärke des Potis abhängt)."
Das ist alles sehr interessant, ich muss mir die Quellen ansehen, um mich an die Begriffe zu erinnern:
"Ein Topf mit Wasser und Kartoffeln, der erhitzt und abgekühlt wird, kann auch durch eine Differentialgleichung erster Ordnung beschrieben werden, die durch eine aperiodische Verbindung erster Ordnung dargestellt wird
aber mit einer eigenen Zeitkonstante und Verstärkung (die hauptsächlich von der Lautstärke des Potis abhängt)."
Sie kann beschrieben werden. Aber es wird nicht besser kochen und es wird keine Kartoffeln hinzufügen.
Sie kann beschrieben werden. Aber es wird nicht besser kochen und es wird keine Kartoffeln hinzufügen.
Wenn man sich das ansieht (darüber nachdenkt), ist das überhaupt nicht das, wovon wir reden