Simulazione di un sistema termico composto da due ambienti
In questa pagina viene riportato il codice per simulare un semplice sistema termico composto da due ambienti.
Come per il carrello, anche per eseguire questo codice di simulazione, occorre installare sul proprio PC il software Processing (software open source scaricabile da questo sito).
N.B. L'uso di Processing e degli sketches di simulazione qui proposti NON rientra tra gli obiettivi del corso (cioè non verrà in nessun modo richiesto all'esame): è solo materiale illustrativo che può essere utile per avere una comprensione migliore di quanto viene spiegato a lezione.
Cliccare qui per scaricare il codice di simulazione.
Il file zip contiene 3 sketches:
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Lo sketch esTermico1 simula il sistema termico descritto nella Sez. 3.5.1 degli appunti delle lezioni. È possibile scegliere da tastiera il calore Q da immettere nel (o prelevare dal) l'ambiente. Modificare le costanti per simulare diversi scenari: in particolare, scegliendo k12 = 0, la stanza 2 diventa non raggiungibile dal controllo (e non osservabile in uscita se si misura solo la temperatura della prima stanza). All'inizio dello sketch sono riportate alcune istruzioni per il suo uso.
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Lo sketch esTermico2 simula invece il sistema termico descritto nella Sez. 3.5.2 degli appunti delle lezioni. Anche qui è possibile scegliere da tastiera il calore Q da immettere nel (o prelevare dal) l'ambiente. Si noti come T1 e T2 in questo caso siano sempre uguali tra di loro.
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Lo sketch esTermicoPID simula il sistema termico descritto nella Sez. 3.5.1 controllato con un controllo di tipo PID (Proporzionale, Integrale, Derivativo). È possibile modificare da tastiera la temperatura desiderata Trif per il primo ambiente e le costanti kp, kd e ki del controllore PID. Si può notare come, senza l'azione del termine integrale (ki=0), non si riesca a raggiungere con precisione la temperatura desiderata.
Modificare le costanti per simulare diversi scenari: in particolare, scegliendo k12 = 0, la stanza 2 diventa non raggiungibile dal controllo e quindi, anche se si controlla bene la stanza 1, la 2 evolve liberamente (e tende alla temperatura esterna Te). Però se si modifica la dinamica della stanza 2 e la si fa diventare instabile (scegliere per esempio ke2=-1), la T2 diverge, anche se controllo bene T1. Rimettendo k12 diverso da zero (scegliere k12=1.5), pur avendo una parte instabile, il controllo funziona e mantiene tutto limitato (se kp, kd e ki sono scelte opportunamente). All'inizio dello sketch sono riportate alcune istruzioni per il suo uso.
Qui sotto sono riportate alcune immagini catturate durante l'esecuzione del codice.