Säiliösysteemin dynaaminen mallintaminen

Abstract

Työn tavoitteena on mallintaa ja simuloida kolmen tankin systeemiä. Kyseistä systeemiä käytetään useissa oppilaitoksissa demonstraatio- ja simulaatiotutkimuksissa. Järjestelmä koostuu kolmesta putkilla sarjaan kytketystä säiliöstä, joiden välillä on venttiilit. Vesi virtaa säiliöiden ja venttiilien läpi ulos viimeisestä säiliöstä, josta se voidaan pumpata takaisin ensimmäiseen ja viimeiseen säiliöön.

Työssä kehitetyllä Simulink -mallilla pyritään kuvaamaan säiliösysteemin vedenpinnan korkeuksia hyödyntämällä valmiiksi annettuja epälineaarisia yhtälöitä. Tällä epälineaarisella mallilla voidaan suorittaa simulaatioita, joiden pohjalta luodaan systeemistä myös lineaarinen malli.

Näiden mallien avulla voidaan siten tutkia järjestelmän toimivuutta tasapainotilan ympäristössä ja myös verrata lineaarisen ja epälineaarisen mallin välisiä eroja. Lopputuloksena saadaan toiminta-alue lineaarisen mallin sisääntulon muutokselle ja luotettavalle askelvasteelle. Mallia ja työn tuloksia voi myös käyttää hyväksi esimerkiksi laboratoriotöissä, joissa käytössä on vastaavanlainen säiliösysteemi.