Мембрана, зима, Kapika
Еще нет аккаунта? Регистрируйтесь!
Материал верха: искусс. кожа/текстиль
Материал подклада: натуральная шерсть (35%)
Дополнительная пара фольгированных утепленных стелек.
Подошва: ЭВА/ТЭП
Температурный режим до -20С
Бренд: Kapika
Размерный ряд с 28 по 32
Зимние ботинки с мембраной- надежная защита от холода и влаги. Комбинированная подошва из материалов ЭВА и ТЭП обеспечивает легкость и при этом предотвращает скольжение. Модель оснащена антибактериальной стелькой с фольгой, которая не только эффективно поглощает влагу и неприятные запахи, но и уберегает от охлаждения и сохраняет тепло в течение длительного времени.
Технологии:
ДЫШАЩАЯ МЕМБРАНА: Мембрана Kapitex позволяет сохранять комфортный микроклимат для ног ребенка. Обувь с Kapitex является лучшим выбором для дождливой осени и холодной зимы. Мембрана — это высокотехнологичный микропористый материал, который благодаря своим уникальным свойствам выполняет две основные функции: задерживает воду, поступающую снаружи, и выводит водяной пар и естественные испарения ног изнутри.
СВЕТОДИОДЫ: Специально для детей Kapika добавляет в обувь светодиоды. Мерцание лампочек при движении очень нравится детям, а также повышает их видимость в темное время суток.
СТЕЛЬКА С ФОЛЬГОЙ: В некоторые модели зимней обуви Kapika добавлены 3-х слойные стельки с фольгой.
КОМФОРТНАЯ ПОДОШВА: Подошва из EVA обеспечивает максимальный комфорт, легкость, амортизацию и гибкость .Для обеспечения хорошего сцепления с поверхностью к EVA добавляется ТЭП или резина.
АНТИБАКТЕРИАЛЬНАЯ СТЕЛЬКА: Вкладные стельки в обуви Kapika влагопоглощающие и антибактериальные. В зимней обуви используется стелька с нижнем слоем из фольги, которая не дает теплу уходить наружу, и ножка дольше остается в тепле. Гигроскопичная основа стельки содержит вкрапления угля, который отлично впитывает влагу и устраняет неприятный запах
Размерный ряд:
ВНИМАНИЕ! Модель большемерит на половину размера.
Температурный режим детской обуви
Какую обувь выбрать для ранней осени, дождливой погоды и зимних холодов
Накануне холодов у каждой мамы возникает вопрос: во что обуть ребенка, чтобы его ножки не замерзли? Детская обувь на осень и зиму должна быть одновременно удобной, в меру теплой, непромокаемой и красивой. У Котофея есть для вас несколько советов.
Как правильно обуть ребенка?
- Ориентируйтесь не только на опыт других мам, но и на вашего малыша. У каждого ребенка индивидуальный теплообмен, поэтому в одну и ту же погоду разные детки обуты по-разному.
- Учитывайте различную активность малышей. Если ваш ребенок еще сидит в коляске, то и обувь нужна потеплее, а если уже бегает по улице — выбирайте обувь из более дышащих материалов.
- Следите за комфортным размером обуви. В тесной обуви ножки ребенка могут быстро замерзнуть.
- Не перестарайтесь с утеплением ног ребенка. Если при температуре -5°С на нем одновременно находятся валенки с мехом и две пары носков, то ножки сначала запотеют, а из-за этого и вовсе замерзнут.
Когда обувать ботинки?
Часто уже в сентябре можно убирать летнюю обувь подальше и в прохладные дни обувать малыша в ботинки и полуботинки с кожподкадкой. А вот когда осенняя температура опустится до +7 — +10, вашему малышу будет комфортнее в ботинках и сапожках, которые утеплены байковой подкладкой.
Не забудьте о том, что демисезонная обувь нуждается в специальной обработке водоотталкивающими спреями. Проводить подобные мероприятия необходимо заранее, например, вечером, а не перед выходом на прогулку. Подробнее об уходе за такой обувью читайте здесь.
Что надеть в дождь и сильную слякоть?
Для дождливых дней пригодятся резиновые сапоги. Осенью актуальны модели с внутренним сапожком, который дополнительно согревает ножки и легко вынимается для просушивания. При температуре 0 +5, в холодную дождливую погоду, когда под ногами снежная каша, идеальным вариантом обуви для вашего малыша становятся сноубутсы. Нижняя часть этих сапожек выполнена из высокотехнологичного материала ЭВА, который не пропускает воду и остается эластичным в мороз. Изнутри сноубутсы утеплены овечьей шерстью.
Какая обувь подойдет для нашей зимы?
В последнее время зимой происходят постоянные перепады температуры, поэтому мы рекомендуем иметь сразу несколько пар детской зимней обуви.
Самой универсальной обувью зимой являются зимние сапожки на меху, они изготавливаются из натуральной кожи и меха, благодаря которым внутри обуви создается здоровый микроклимат. Подошва зимних сапожек не скользит, предотвращая падения.
В сильные морозы ребенку пригодятся валенки — идеальная обувь для морозной и сухой погоды. Войлочный верх обеспечивает тепло и впитывает излишки влаги внутри, а анатомическая подошва снабжена глубоким протектором для комфортных прогулок по снегу.
Современная мембранная обувь станет лучшим выбором для активного ребенка, который не замерзнет в ней в слабый мороз и не промокнет в слякоть. Тепло, которое вырабатывается при активной ходьбе, сохраняет мембранная подкладка, она же препятствует попаданию влаги снаружи.
Котофей рекомендует заранее продумать, какая обувь пригодится вашему ребенку грядущей осенью и зимой, и выбрать в нашем интернет-магазине самые удобные модели с правильным температурным режимом!
осень/зима – Kids-Go.ru
Зима только вступает в свои права, а у нас уже СО СКИДКОЙ 30% вот такие тёплые сапожки-угги! На фото зимние сапоги ТМ «Тифлани» Турция
Самые тёплые сапожки-угги, да ещё и в таком красивом дизайне, не смогут оставить равнодушными Вас и Вашу малышку. Материал, из которого выполнена эта модель, профессионалы называют дабл фейс, то есть “двойная кожа”.
Для непостоянной переменчивой зимы, обувь с мембраной- это всегда комфортно, тепло и сухо! В такую погоду, которая ожидает нас в ближайшие несколько месяцев, они защитят ноги и от слякоти, и от мороза. Поэтому в такой обуви не страшны резкие перепады температуры зимой.
А у нас к холодам всё готово! САМАЯ теплая зимняя обувь, из САМЫХ новых Коллекций, от САМЫХ известных брендов- уже в наличии в наших магазинах! Приходите, чтобы успеть…
ЗИМНЯЯ мембрана торговой марки – #КАПИКА при активном использовании до -20*
Шерсть- уникальный природный материал, который издавна использовался для производства исконно русской обуви- валенок!
Очень легкие дутики #kapika (температурный режим: + 5 гр. до – 10 гр.) Идеальная обувь для поздней осени, ранней весны, а также для тёплой погоды зимой.
Эта модель сапожек ТМ kapika рассчитана на температуру «до -15С», потому что для ее производства используется натуральная овечья шерсть или трёхслойный «валенок» с фольгой.
Как максимально защитить ноги малыша в дождливое межсезонье или слякотной зимой?
Резиновые сапоги Капика с огоньками. При ходьбе в подошве сверкают светодиоды.
МЕМБРАННАЯ ОБУВЬ
У природы, как известно, нет плохой погоды, и это прекрасно знают наши дети, которые готовы веселиться и гулять при любых погодных условиях. Но слова известной песни — каждая погода благодать — являются истиной только в том случае, если ребенок соответствующе одет и, что немаловажно, обут. Детская мембранная обувь КАПИКА, благодаря своим уникальным свойствам, позволяет сохранить комфортный микроклимат для ног ребенка и является лучшим выбором для осени и слякотной зимы.
Что же такое мембранная обувь?
Это обувь с мембраной. Мембрану невозможно увидеть — она надежно закрыта верхним текстильным слоем и внутренним слоем подкладки. В первую очередь мембрана это высокотехнологичный микропористый материал, который благодаря своим уникальным свойствам выполняет две основные функции:
- задерживает воду поступающую снаружи,
- выводит водяной пар и естественные испарения тела изнутри.
В одном и во втором случае речь идет о воде в том или ином её состоянии, и читатель естественно задается вопросом: чем же обусловлены такие уникальные, но в тоже время противоречивые свойства мембраны? Отвечаем: все дело в размере, размере мельчайших пор мембранного материала, которые настолько малы, что даже мельчайшие частицы воды не способны проникнуть внутрь. В свою очередь молекулы пара, не связанные поверхностным натяжением, с легкостью проходят сквозь мембрану, сохраняя комфорт и сухость детских ножек.
Мембрана сформована внутри ботинка в виде носка, и, как правило, не доходит до самого верха обуви, защищая ногу только в том месте, где это действительно необходимо, а именно в нижней части. На размер мембранной вкладки также влияют и конструктивные особенности модели – место крепления языка, наличие молний и прочие характеристики. Конечно же, наивно будет полагать, что мембрана защитит ногу от воды, которая проникает через верхний край обуви — в этом случае жидкость остается блокированной внутри и самым разумным решением в данном случае будет, естественно, правильная сушка.
Мембрана свободно выпускает водяной пар и естественные испарения тела — именно выпускает, но никак не «высасывает». Отвод пара происходит благодаря физическому процессу известному нам из курса физики под термином «диффузия», т.е. процесс переноса материи или энергии из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией. Внутри обуви формируется микроклимат, для которого характерна температура и влажность, отличные от условий окружающей среды. В процессе активного использования концентрация водяного пара (естественных испарений тела) внутри ботинка еще более усиливается. Согласно закону равновесия природные силы стремятся уравнять условия внутри и снаружи, таким образом, частицы пара естественным путем перемещаются изнутри обуви наружу, обеспечивая ноге комфорт и сухость.
Важно понимать, что отвод пара в теплую и сухую погоду будет на порядок быстрее, нежели в мокрую и сырую. Чем больше разница температур и влажности, тем, естественно, и выше скорость перемещения частиц. Поэтому не стоит удивляться, если в самый дождливый из осенних дней после прогулки вы с удивлением обнаружили, что ножки у ребенка не достаточно сухие – разница между внутренним микроклиматом и внешними условиями оказалась недостаточно велика и скорость отвода пара уменьшилась. С другой стороны, оказавшись в мембранной обуви после прогулки по дождливому парку в, скажем, сухом теплом помещении, отведение пара ускоряется в разы и комфортные ощущения возвращаются. Точно по такому принципу осуществляется естественная регуляция микроклимата и при активном использовании мембранной обуви: ребенок бегает, температура и влажность внутри ботинка нарастают и все сильнее «выталкивают» влагу.
Всем известно, что человек острее ощущает холод в и сырую мокрую погоду. Так влажные детские ножки мгновенно замерзают, и малыш может простудиться — а ножки обутые в мембранную обувь КАПИКА долго остаются сухими, а значит и теплыми. Мембранная обувь для детей сохраняет тепло посредствам выведения влаги, но не стоит забывать, что выбор носка также очень важен. Мы не рекомендуем носить мембранную обувь со 100%-шерстяными или хлопчатобумажными носками. Конечно же, шерсть превосходно удерживает тепло, а хлопок приятен в носке, но в то же время эти материалы быстро впитывают из окружающей среды влагу и удерживают её, тем самым сводя уникальные свойства мембранной обуви на нет. Лучшим «компаньоном» для мембранной обуви будут носки из комбинированных материалов или так называемое термобелье(*). В ассортименте ТМ КАПИКА присутствует два типа мембранной обуви — для холодной осени (до -10С) и для зимы (до -20С). Ножкам малыша будет комфортно в обуви с мембраной при условии правильного подобора обуви по сезону и правильного, активного использования. Купить мембранную обувь для детей – это только половина дела, важно еще и правильно ухаживать за ней.
Чтобы мембрана «дышала» нужно регулярно ухаживать за обувью – запечатанный грязью верхний текстильный слой не только портит внешний вид обуви, но и блокирует испарения, поэтому чистка и своевременный уход необходимы. Мы рекомендуем использовать для ухода за обувью специальные спреи, которые не только повысят водоотталкивающие свойства ткани, но и защитят её от устойчивого загрязнения. Чистить обувь следует сухой мягкой щеткой, при необходимости воспользуйтесь губкой, смоченной в теплом мыльном растворе. Сушить мембранную обувь, впрочем, как и любую другую, нужно плотно набив газетной бумагой в сухом проветриваемом помещении. Ни в коем случае не сушите обувь на батарее или вблизи источников тепла.
СПРАВОЧНАЯ ТАБЛИЦА ПРИБЛИЗИТЕЛЬНЫЙ РЕКОМЕНДУЕМЫЙ ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕМБРАННОЙ ОБУВИ | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Малыш в коляске | 0°С | мембрана до «-10°С» и термоносок | |||||||
— 5°С | мембрана до «-10°С» и термоносок c шерстяным носочком | ||||||||
-10°С | мембрана до «-20°С» и синтетический носочек | ||||||||
-15°С | мембрана до «-20°С» и термоносок c шерстяным носочком | ||||||||
-20°С | Малышу будет холодно. Рекомендуем войлочные сапожки с подкладкой из натуральной шерсти или кожаные сапожки на натуральном меху. | ||||||||
Не активный малыш на прогулке | 0°С | мембрана до «-10°С» и синтетический носочек | |||||||
— 5°С | мембрана до «-10°С» и термоносок | ||||||||
-10°С | мембрана до «-10°С» и термоносок c шерстяным носочком | ||||||||
-15°С | мембрана до «-20°С» и термоносок или синтетический носочек | ||||||||
-20°С | мембрана до «-20°С» и термоносок c шерстяным носочком | ||||||||
Активный малыш на прогулке | 0°С | мембрана до «-10°С» и синтетический носочек. Малышу может быть жарко. | |||||||
— 5°С | мембрана до «-10°С» и синтетический носочек | ||||||||
-10°С | мембрана до «-10°С» и термоносок (возможно, с шерстяным носочком) | ||||||||
-15°С | мембрана до «-20°С» и синтетический носочек | ||||||||
-20°С | мембрана до «-20°С» и термоносок (возможно, с шерстяным носочком) |
*термобелье — особое бельё, сохраняющее тепло и отводящее влагу от тела. Термобельё, при небольшом весе, эквивалентно по сохранению тепла двум и более слоям традиционной одежды, и не даёт человеку при активном движении вспотеть и замёрзнуть.
ПРИЯТНЫХ ВАМ ПОКУПОК И БУДЬТЕ ЗДОРОВЫ!
Ботинки мембранные осень-зима Капика 41127-1
Skip to navigation Skip to content- +79035467231
- г.Москва, м.Технопарк, Пр-т Андропова, 8, ТЦ Мегаполис, 4-й этаж, пав. 4-88
- Ежедневно с 10 до 21 ч.
Обувь, которую любят модные дети
Главная > Ассортимент > Зимний ассортимент > Мальчикам зима > Ботинки мембранные осень-зима Капика 41127-1 Распродажа!2,870 ₽ 1,950 ₽
- Осенне-зимняя мембрана
- Температурный режим: +5 до -15 с°
- Идеальная обувь для поздней осени, ранней весны, а также для тёплой и сырой погоды зимой
Описание
- Артикул: 41127-1
- Торговая марка: Капика
- Цвет: черный/зеленый
- Материал верха: иск. кожа/текстиль
- Материал подкладки: шерсть 80%, искусственный мех 20%
- Стелька шерсть+фольга
- Подошва: ТЭП
- Осенне-зимняя мембрана
- Вид застежки: 2 липучки
- Протектор подошвы имеет анатомический рельеф и создает максимальный эффект против скольжения
- Температурный режим: +5 до -15 с°
- Идеальная обувь для поздней осени, ранней весны, а также для тёплой и сырой погоды зимой
Похожие товары
Sale!
3,100 ₽2,050 ₽3,050 ₽
Sale!
3,100 ₽2,050 ₽Sale!
3,100 ₽2,050 ₽2,600 ₽
2,550 ₽
2,000 ₽
Sale!
4,350 ₽2,700 ₽
Вид обуви
Акции
Поиск: артикул / описание
{{{ data. variation.price_html }}}
{{{ data.variation.availability_html }}}
«котофей» (мембрана): отзывы. обувь «котофей»||year|IMAGESNAMESkotofej-(membrana)-otzivi-obuv-kotofej/IMAGESNAMES
Выбор зимней детской обуви – очень ответственный вопрос. Ведь сапожки должны быть не только теплыми, но и качественными. Ортопедический эффект, практичность и удобство – все эти характеристики присутствуют в детской обуви торговой марки «Котофей».
О производителе
Известная торговая марка «Котофей» принадлежит российскому производителю ОАО «Егорьевск-обувь». Этот холдинг уже более 70 лет занимается производством обуви. Такой большой опыт повышает авторитет предприятия у покупателей.
Главное направление холдинга – производство детской обуви. Предприятие использует самое новое оборудование и передовые технологии, позволяющие изготовлять продукцию наивысшего качества. Дизайнеры постоянно следят за тенденциями моды и разрабатывают модели, которые соответствуют требованиям покупателей. Таким образом, предприятие создает не только качественную, но и стильную обувь. Поэтому большинство родителей покупают продукцию «Котофей».
Обувь этого предприятия соответствует международным стандартам качества. Этот факт подтвержден международным сертификатом. Таких результатов холдинг достиг благодаря научно-исследовательской работе. Сотрудники предприятия постоянно проводят разные опыты и исследования, чтобы создать идеальные модели колодок, по которым отшивается обувь. Как результат, родители имеют возможность покупать комфортную эргономичную обувь, которую комфортно надевать, снимать и носить.
Продукция ТМ «Котофей»
Обувь этой торговой марки выпускается для всех сезонов. Предприятие ежегодно производит около 1000 разных моделей, среди которых 40% составляют новинки. Такой широкий ассортимент облегчает выбор покупателям с разными вкусами и предпочтениями.
Холдинг производит босоножки и сандалии на лето, демисезонные туфельки и ботинки, теплые валенки и сапожки для зимнего периода.
С особой щепетильностью покупают родители зимнюю обувь. Ведь ребенку должно быть не только комфортно. Каждая мама желает, чтобы зимняя обувь была теплой и не промокала, если на улице слякоть. Согласно требованиям родителей, ОАО «Егорьевск-обувь» выпускает качественные непромокаемые мембранные ботинки. Мембрана «Котофей» позволяет максимально защитить ноги малышей от влаги и переохлаждения.
Особенности мембранных ботинок
Дождливой осенью и влажной зимой очень сложно уберечь ноги ребенка от промокания.
Единственный безопасный и практичный материал, позволяющий создавать непромокаемые сапоги – мембрана. «Котофей» широко использует этот материал при создании разных моделей.
Товар этой торговой марки постоянно проходит разные испытания и проверки. Поэтому родители могут с уверенностью покупать обувь «Котофей». Мембрана надежно защитит ножки малыша от влаги и холода.
Преимущества мембранной обуви
- Мембрана пропускает воздух. Таким образом, ножки ребенка постоянно «дышат» и не запариваются.
- Длительное пребывание в мембранных ботинках не вызывает у ребенка дискомфорта. Также обувь из этого материала не травмирует ребенка при активных нагрузках.
- Наличие пор у мембраны позволяет легко испаряться излишней влаге. Для каждой мамы очень важно, чтобы ноги малыша не перегрелись. Поэтому главный материал, который используют при разработке зимних сапожек сотрудники «Котофей», – мембрана. Отзывы родителей подтверждают практичность обуви из этого материала.
- Мембрана не пропускает влагу даже в слякоть и дождливую погоду. Дело в том, что она имеет микроскопические отверстия, которые во много раз меньше капли воды. Поэтому ноги малыша остаются полностью сухими.
Как ухаживать за ботинками из мембраны
- Во время использования обуви из мембраны нужно следить, чтобы на ее поверхности не возникала сплошная водная пленка. Это будет препятствовать воздухообменным процессам внутри ботинок.
- Надевать и снимать сапожки нужно согласно особенностям модели. Например, если модель имеет застежку-молнию и липучки, то при надевании следует сначала расстегнуть липучки, а затем — молнию.
- При надевании сапожек рекомендуется всегда пользоваться обувной лопаткой. Таким образом можно уберечь пяточную часть от деформации.
- Во время снятия обуви надо следить, чтоб ребенок не наступал на задник. В противном случае может произойти отрыв подошвы.
- Мокрые сапожки и ботинки из мембраны можно высушивать только при комнатной температуре, вдали от отопительной системы и любых других источников тепла. Нельзя сушить мембранную обувь под прямыми солнечными лучами. Предварительно ботинки нужно набить смятой бумагой.
- Чтоб почистить мембранную обувь от грязи и пыли, достаточно протереть ее влажной, а затем сухой тканью.
Производители рекомендуют родителям покупать не одну пару мембранной обуви. Дело в том, что осенью или зимой бывает дождливая погода. В условиях влажной сырой погоды желательно менять ботинки и сапоги каждые два дня. Хотя основной материал зимней обуви ТМ «Котофей» – мембрана, отзывы родителей подтверждают необходимость иметь запасную пару сапог. Ведь даже самые качественные непромокаемые ботинки после дождя или слякоти требуют тщательного высушивания.
Какие условия выдерживает мембранная обувь
Мембранные ботинки и сапожки рассчитаны на использование ранней холодной весной, поздней осенью и влажной зимой. В дождливую холодную погоду ничто не может так обеспечивать сухость и тепло детским ножкам, как мембрана «Котофей». Температурный режим демисезонной обуви — до -15 º-С. Производитель выпускает утепленные ботинки на осень и весну, которые имеют внутри шерстяную меховую подкладку. Такую обувь ребенок может спокойно носить до самой зимы. Демисезонные ботинки «Котофей» также подходят для теплой влажной зимы.
Сохранение тепла – еще одно важное свойство, которым обладает мембрана «Котофей». Температурный режим мембранной обуви не дает возможности замерзнуть детским ножкам даже в морозы. Но это не значит, что в теплую погоду ребенку в сапожках с мембраной будет жарко. Мембрана пропускает достаточно воздуха. А шерстяная меховая подкладка позволяет сохранять тепло. Это важно учитывать родителям перед тем, как надевать на малыша дополнительную пару носков.
Размерная сетка «Котофей»
Мембрана используется производителем в сапогах и ботинках разных размеров. Поэтому родители могут покупать мембранную обувь как для малыша, который только научился ходить, так и для более взрослого ребенка.
Чтобы родители могли легко выбирать обувь, производитель составил размерную сетку. В основном она не отличается от стандартной, которая применяется в России.
Найти размерную сетку «Котофей» можно на сайте производителя, на страницах некоторых интернет-магазинов, а также посмотреть на фото, расположенном ниже.
Правила измерения ножки ребенка
Выбирая детскую обувь, очень важно правильно определить размер. Для этого перед покупкой нужно точно измерить стопу ребенка. Чтобы получить максимально точные результаты, во время измерения нужно придерживаться таких правил:
- Ребенок должен стоять – дело в том, что под весом тела длина стопы становится немного больше.
- На ноги следует надеть носки, с которыми ребенок будет носить обувь. Измерения стопы проводить вместе с носками.
- Под обе ноги ребенка поставить по листу бумаги и обвести карандашом.
- На полученных рисунках нужно измерить расстояние между наиболее удаленными точками.
- Если длина правой и левой ножки отличается, нужно выбрать наибольшую.
- Полученную длину найти в размерной сетке и определить соответствующий размер обуви.
Ортопеды советуют выбирать обувь с запасом 0,5 см. Для зимних сапожек и ботинок допускается запас до 1,5 см.
Соблюдение этих правил поможет точно подобрать ботинки.
Мембрана «Котофей»: отзывы покупателей
Продукция ОАО «Егорьевск-обувь» очень популярна среди мамочек. По мнению родителей, главное преимущество демисезонных моделей «Котофей» – мембрана. Отзывы насчет мембранной обуви в основном положительные. Покупатели отмечают отменное качество изделий этого производителя, а также удобство, ортопедичность, прочность и большой ассортимент моделей. Насчет стоимости мембранной обуви мнения родителей разделились. Одни считают продукцию «Котофей» вполне доступной, а другие доказывают, что цена завышена.
Недостатков у мембранной обуви, по мнению пользователей, практически нет. Производитель использует только высококачественные и безопасные для здоровья ребенка материалы. Всем нормам и стандартам качества соответствует используемая торговой маркой «Котофей» мембрана. Отзывы некоторых покупателей касаются громоздкости некоторых сапожек и ботинок, а также быстрой потери ими внешнего вида.
Dijelite na društvenim mrežama:Povezan
Температурный режим демис. коллекции в ИМ детской одежды Калейдоскоп
Температурный режим демисезонной коллекции
Сегодня в нашем городе настоящий весенний солнечный денёк!
И тем, кто ещё не переоделся сам и не переодел деток в весеннюю одежду, по настоящему жарко.
Сегодня поговорим о температурном режиме демисезонной верхней одежды.
Бывает несколько вариантов демисенной одежды:
— С мембранным утеплителем 80-100-120 грамм.
Эту одежду можно носить без поддевы до температуры до -5-(-7) градусов. Если будет заморозок похолодней, вы поддените флис. Мембрана не пропустит ни морозец, ни ветер.
Также рекомендую такую теплую одежду для малышей, которые ездят в коляске и спят на прогулке.
— Мембранная с подкладкой флис.
Это одежда на то время, когда все растаяло, но ветер холодный; когда на солнышке жарко, а в тени холодновато. Примерно от 0 до +10 градусов.
— Мембранная с подкладкой хлопок.
Это тонкая, легкая курточка или плащ, или комбинезон. В таком легком одеянии можно ходить все лето в дождливый или просто пасмурный день и поддеть что нибуль, если похолодает.
Выбирайте одежду по сезону и по погоде.
Приятных покупок!!!
05.04.2018 14:58:43
0
991
Комментарии:
Определение температурно-зависимой проницаемости клеточной мембраны с помощью микрофлюидики со встроенным контролем потока и температуры
Мы разработали интегрированную микрожидкостную платформу для мгновенного контроля потока и локального контроля температуры. Платформа состояла из области фокусировки потока для доставки образца и области перекрестного соединения, встроенной в микронагреватель для захвата клеток и локализованного контроля температуры с помощью системы управления с активной обратной связью. Далее мы использовали его для измерения мембранных транспортных свойств клеток Jurkat, включая осмотически неактивный объем клетки ( V b ) и проницаемость клеточной мембраны для воды ( л p ) и криопротекторного агента. (CPA) (диметилсульфоксид (ДМСО) в данном исследовании) ( P S ) при различных температурах (комнатная температура, 30 ° C и 37 ° C). Такие характеристики клеток имеют большое значение во многих приложениях, особенно при оптимальной криоконсервации.По результатам была рассчитана соответствующая энергия активации для транспорта воды и CPA. Сравнение результатов текущего исследования со справочными данными показывает, что разработанная платформа является надежным инструментом для изучения температурно-зависимого поведения ячеек, который предоставляет ценные инструменты для общих приложений манипулирования ячейками с точным контролем температуры.
У вас есть доступ к этой статье
Подождите, пока мы загрузим ваш контент. .. Что-то пошло не так. Попробуй еще раз?Контроль температуры для системы топливных элементов с протонообменной мембраной с неизвестной динамической компенсацией
Для систем топливных элементов с протонообменной мембраной было выполнено множество стратегий регулирования температуры, включая охлаждающий вентилятор, чтобы обеспечить работу в желаемых условиях и продлить срок службы батареи топливных элементов.Однако большинство существующих стратегий управления разработано без учета ограничения эффективности системы охлаждения, так что охлаждающий вентилятор может быть не в состоянии устранить дополнительное тепло. Кроме того, существуют неизвестные ошибки моделирования, внешние помехи и шум во время моделирования и экспериментов для топливных элементов. Из-за этой неизвестной динамики обычные стратегии контроля могут не дать ожидаемых результатов. Для решения этой проблемы в данной статье предлагается альтернативная стратегия управления, которая состоит из составного пропорционально-интегрального (ПИ) регулятора с неизвестным оценщиком динамики системы.Во-первых, стратегия управления разрабатывается путем снижения температуры воздуха, поступающего через увлажнитель, и одновременного увеличения массового расхода воздуха для устранения избыточного тепла, которое охлаждающий вентилятор не может удалить. Кроме того, предлагается неизвестная оценка динамики системы, чтобы компенсировать влияние неизвестной динамики. Построение оценки осуществляется путем нахождения инвариантного многообразия, которое подразумевает связь между известными переменными и неизвестным многообразием.Инвариантный коллектор получается путем применения к системе простого фильтра нижних частот, что позволяет избежать требования неизмеримой производной состояния. Кроме того, предлагаемый модуль оценки легко интегрируется в предлагаемую стратегию управления PI и обеспечивает экспоненциальную сходимость расчетных ошибок. Кроме того, оценщик дополнительно модифицируется так, что производная от желаемой температуры не требуется в контроллере. Наконец, численное моделирование системы PEMFC представлено, и результаты иллюстрируют эффективность предложенной стратегии управления.
1. Введение
Топливный элемент с протонообменной мембраной (PEMFC) считается одним из самых чистых альтернативных видов преобразования энергии, который обещает заменить традиционные технологии производства электроэнергии [1]. Принцип преобразования энергии PEMFC заключается в преобразовании химической энергии в электричество, тепловую энергию и воду без необходимости использования каких-либо движущихся частей. Благодаря своим свойствам низкой рабочей температуры и быстрого запуска по сравнению с другими типами топливных элементов, он привлек широкое внимание в области систем электростанций и транспортных систем [2, 3].Однако существует множество препятствий для широкого коммерческого применения [4, 5].
PEMFC включает в себя процесс мультифизической связи, что приводит к некоторым трудностям при разработке и реализации стратегии управления. Среди них регулирование температуры пакета PEMFC важно для обеспечения высокой эффективности работы, предотвращения термической усталости и продления срока службы пакета [6, 7]. В последние годы было реализовано несколько стратегий управления температурным режимом.В [8] предложено управление с поиском экстремума с помощью пропорционально-интегрального (ПИ) регулятора для достижения оптимального регулирования температуры. В [9] стратегия регулирования температуры была предложена для системы PEMFC с системой водяного охлаждения, где напряжение водяного циркуляционного насоса регулировалось через PI-регулятор, а вентилятор водяного охлаждения находился в режимах включения / выключения. В [10] был применен более совершенный контроллер с нечеткой логикой для регулирования скорости охлаждающего вентилятора и увеличения коэффициента конвекции между PEMFC и атмосферой.Однако предложенная стратегия управления проверена для маломощного PEMFC. Таким образом, ограничение холодопроизводительности не учитывается в упомянутых выше стратегиях управления [8–10]. Когда тепло, выделяемое PEMFC, превышает тепло, рассеиваемое системой охлаждения, температура PEMFC будет продолжать расти. Недавно Chen et al. [11] рассмотрели ограниченную производительность системы водяного охлаждения и ограничение тока в системе PEMFC и предложили три стратегии управления температурой, в которых была разработана стратегия прогнозирующего управления с ограничениями модели (MPC), а также спроектированы контроллер разделения коэффициента заполнения и регулятор тока, основанные на Пропорционально-интегрально-производное (ПИД) регулирование для достижения компромисса между холодопроизводительностью и потребляемой мощностью.
С другой стороны, большинство стратегий управления в основном зависят от надежной математической модели, в то время как более точные модели с несколькими измерениями могут вызвать математические сложности. Из-за этих сложностей многие методологии разработки средств управления не могут быть применены. Более того, ориентированная на управление модель содержит немоделированную динамику и ошибки моделирования из-за процесса упрощения модели. Кроме того, нельзя избежать внешних помех и шума от эксперимента. Эта неизвестная динамика может привести к неожиданным результатам контроля и даже вызвать нестабильность системы.Таким образом, важно разработать оценщик или наблюдатель для устранения неизвестного возмущения и повышения производительности контроллера.
В этой строке впервые был предложен наблюдатель возмущений (DOB) для обращения к неизвестной динамике [12, 13]. Кроме того, модифицированный ДОБ для нелинейной системы был разработан в [14]. Кроме того, в качестве альтернативного метода был разработан расширенный наблюдатель состояний (ESO) [15, 16], в котором одновременно наблюдались расширенные состояния неизвестной динамики и начальные состояния.В [17] ESO, включенный в управление скользящим режимом, использовался для регулирования температуры в PEMFC. Совсем недавно модифицированный ESO на основе фильтра Калмана-Бьюси был включен в ПИД-регулятор для реализации управления температурой для PEMFC в [18]. Кроме того, для работы с неизвестной динамикой была предложена новая структура оценки динамики неизвестной системы (USDE) [19]. Он включен во многие стратегии управления и применяется во многих областях промышленности, таких как гидравлические сервосистемы [20], нелинейные робототехнические системы [21] и двигатели с искровым зажиганием [22].Однако разработка правильной стратегии управления с учетом неизвестной динамики остается открытой и интересной проблемой для PEMFC.
Целью данной статьи является предложить альтернативную стратегию регулирования температуры для системы PEMFC с учетом ограничения охлаждающего вентилятора. Кроме того, неизвестная динамическая компенсация разработана для повышения производительности предлагаемого контроллера. Чтобы быть конкретным, мы сначала рассмотрим ограничение эффективности вентилятора, когда максимальной энергии, генерируемой охлаждающим вентилятором, недостаточно, чтобы заставить температуру батареи достичь желаемого значения.Из-за этого ограничения предлагается стратегия управления путем увеличения массового расхода входящего воздуха и снижения температуры увлажнителя для реализации управления температурой с помощью PEMFC. С учетом практического применения эта стратегия управления разработана на основе ПИ-регулятора. Кроме того, неизвестная оценка динамики системы (USDE) используется для компенсации эффекта неизвестной динамики. Построение этой оценки заключается в создании инвариантного многообразия, чтобы гарантировать экспоненциальную сходимость ошибок оценивания, где инвариантное многообразие предоставляет информацию между известными переменными и неизвестной динамикой.Замечено, что полученная оценка легко интегрируется в предложенную стратегию управления PI без каких-либо сложностей. Поскольку производная желаемой температуры не поддается измерению, модуль оценки дополнительно модифицируется так, что производная желаемой температуры не требуется в предлагаемом контроллере. Подводя итог, можно сказать, что основные вклады предлагаемой стратегии управления заключаются в следующем: (1) Предлагаемая оценка для неизвестной динамики проста и легко включается в контроллер путем нахождения инвариантного многообразия. Для практического применения важно, что построение инвариантного многообразия основано на простой операции фильтра нижних частот без введения неизмеримой производной состояния. Более того, требуется настроить только один параметр полосы пропускания фильтра нижних частот. (2) С учетом ограниченных рабочих характеристик охлаждающего вентилятора предлагается стратегия управления путем увеличения массового расхода воздуха и снижения температуры воздуха. подаваемый воздух, так что изменение напряжения меньше влияет и одновременно может быть гарантирована желаемая температура.
Остальная часть статьи организована следующим образом. В разделе 2 представлено модельное описание системы PEMFC и соответствующая постановка задачи. Раздел 3 и Раздел 4 иллюстрируют стратегию управления для системы PEMFC по отношению к USDE и составному ПИ-регулятору. Численные результаты предлагаемого контроллера для системы PEMFC представлены в разделе 5. Наконец, выводы приведены в разделе 6.
2. Описание модели системы PEMFC
2.
1. Описание моделиВ этом разделе сначала представлена система PEMFC, ее схематическая диаграмма изображена на рисунке 1. Система PEMFC в основном состоит из двух увлажнителей, двух линейных нагревателей, охлаждающего вентилятора и батареи топливных элементов. Начнем с того, что батарея топливных элементов представляет собой низкотемпературный PEMFC с 8 ячейками с активной площадью 50. Комбинация анода, катода и слоя электролита составляет ядро PEMFC в многослойной структуре, как показано на рисунке 2. Что касается процессов транспортировки газа в системе PEMFC, сжатый воздух сначала подается в катодный канал через увлажнитель. и линейный нагреватель.Из-за свойств материала электролита пакет PEMFC требует достаточной влажности для слоя электролита. Перед тем, как попасть в батарею топливных элементов, подаваемые газы должны пройти через увлажнитель и линейный нагреватель, чтобы гарантировать необходимую влажность и одновременно поддерживать температуру газа в трубопроводах. В анодном канале чистый водород подается из резервуара с водородом и проходит через другой увлажнитель и другой линейный нагреватель, так что водород впрыскивается с некоторым количеством необходимого водяного пара.Кроме того, ионы водорода могут проходить через электролит к катодному слою и реагировать с кислородом. Во время этого процесса образуется вода, которая может влиять на влажность в каждом канале. Когда относительная влажность каждого канала превышает 100%, пар конденсируется в жидкую форму. В этой статье мы предполагаем, что жидкая вода не может покинуть штабель до тех пор, пока не испарится в газообразную форму. Наконец, непрореагировавшие газы будут выпущены в атмосферу, а водяной пар будет охлажден и храниться во внешнем сосуде.
В системе охлаждения есть вентилятор (вентилятор 1 на рис. 1), который регулирует температуру PEMFC. На практике этот вентилятор недостаточно эффективен для регулирования температуры PEMFC, когда PEMFC работает в условиях высокой мощности. Кроме того, увлажнитель содержит внутренние сопротивления для нагрева впрыскиваемой жидкой воды и поступающих газов, в то время как система охлаждения не включена во внутреннюю структуру увлажнителя. Из-за ограничений этой конструкции динамика охлаждения увлажнителя очень медленная.Внешний вентилятор (вентилятор 2 на рис. 2) используется для снижения температуры увлажнителя на катодной стороне. Поэтому соответствующее моделирование увлажнителя, линейного нагревателя и блока PEMFC, включая процесс охлаждения вентилятора, будет представлено ниже.
2.1.1. Вспомогательные компоненты
Увлажнитель используется для обеспечения желаемой относительной влажности поступающих газов. Его основной процесс заключается в том, что вода в виде пара впрыскивается во входящие газы. Таким образом, общий массовый расход выходящих газов из увлажнителя выражается следующим образом: где представляет собой анодный или катодный канал в PEMFC, и является входным потоком газа для увлажнителя сбоку. Для достижения желаемой относительной влажности требуемый водяной пар, вводимый во входящие газы, может быть вычислен как где — желаемая относительная влажность выходящих газов; — молярная масса воды; Средняя молярная масса газов для канала обозначается как; представляет собой давление входящего газа. А — давление насыщения пара при температуре увлажнителя. Кроме того, давление насыщения, связанное с соответствующей температурой, приблизительно рассчитывается как [23]
Выходные газы из увлажнителя попадают в батарею PEMFC по трубопроводу.Температура этого трубопровода оказывает некоторое влияние на давление газа и относительную влажность. Во избежание конденсации паров и поддержания требуемого относительного увлажнения входящих газов на трубе устанавливается линейный нагреватель. На основании закона Дальтона парциальное давление водяного пара в линейном нагревателе рассчитывается как где — температура линейного нагревателя. Парциальное давление нагнетаемого пара обозначено как. Кроме того, относительная влажность газов в линейном нагревателе выражается как где P sat — давление насыщения пара при температуре линейного нагревателя, которое можно рассчитать по (3).
2.1.2. PEMFC Stack
Для целей проектирования системы управления мы предполагаем, что температура газов в батарее такая же, как и у структуры электролита. Изменение температуры по размеру конструкции в данной статье не рассматривается. На основе принципа сохранения энергии баланс тепловой энергии PEMFC строится следующим образом: где и — масса и температура PEMFC, соответственно. Удельная теплоемкость ПЭМТЭ обозначается как; — выходное напряжение PEMFC; рассматривается как неизвестное нарушение.Значения входной энергии катодного и анодного слоев, генерируемых входящими газами, вычисленные по формуле, где обозначают как каждый вид газов в катодном или анодном слое и представляют собой молярную массу газа. Массовый расход газа представлен как; эталонная температура. Удельная теплоемкость газа обозначается как. Его можно вычислить как, где коэффициенты теплоемкости,, и можно найти в [24].
Кроме того, выходная энергия катода, анода и энергия, генерируемая в результате химической реакции, выражаются как [25], где представляет собой массовый расход газа. Массовый расход прореагировавшего водорода обозначается как; — молярная масса водорода. А удельная теплота химической реакции представлена как.
Рядом с блоком PEMFC находится вентилятор (вентилятор 1 на рис. 1), который используется для регулирования температуры блока. Принцип работы заключается в том, что, когда температура дымовой трубы выше, чем желаемая температура, вентилятор включается, чтобы снизить температуру дымовой трубы. В противном случае он отключается. Эта процедура выражается следующим математическим выражением: где — площадь поверхности PEMFC; — постоянная теплоотдачи; и — желаемая температура стопки.
В PEMFC разность потенциалов создается переносом ионного потока в результате электрохимической реакции. Теоретическое напряжение PEMFC может изменяться обратимо, на что влияет изменение парциальных давлений для реагентов и продуктов. Таким образом, теоретическое напряжение в нестандартном состоянии может быть определено уравнением Нернста, то есть где — теоретическое напряжение в стандартном состоянии; и — парциальные давления водорода и кислорода соответственно; — поправочный коэффициент, связанный с энтропией химической реакции; постоянная Фарадея; и обозначает газовую постоянную.
Кроме того, существует три типа потерь напряжения, которые могут необратимо влиять на изменение напряжения во время рабочих процессов. Учитывая эти потери напряжения, выходное напряжение PEMFC выражается как [23] где — количество ячеек для PEMFC; — потери активации; обозначает омические потери; и представляет собой потери концентрации. Они рассчитываются следующим образом: где — начальное падение напряжения активации; Толщина мембраны обозначена как Δ м ; ,, и — эмпирические константы, зависящие от парциального давления и температуры газа; I max — максимальный ток; и обозначает проводимость мембраны, которая связана с содержанием воды в мембране и температурой трубы.Его можно рассчитать как где K — эталонная температура для испытания мембранной проводимости. Эмпирическое значение, относящееся к содержанию воды в мембране, представлено в виде констант, и определяется эмпирически. Эти эмпирические константы обсуждались в [23].
Для переноса массового расхода подробную модель можно найти в [23]. Прореагировавшие массовые потоки водорода и кислорода и созданный массовый расход воды рассчитываются на основе электрохимического соотношения: где и — молярные массы кислорода и воды.Замечено, что потоки прореагировавшей массы напрямую связаны с током. Кроме того, входящие массовые потоки вычисляются как где и являются стехиометрическими отношениями. Таким образом, входящие массовые потоки могут определяться желаемым стехиометрическим соотношением и током.
2.2. Постановка проблемы
Для системы PEMFC, показанной на рисунке 1, было хорошо известно, что вентилятор 1 может использоваться для регулирования температуры батареи топливных элементов. Однако у вентилятора 1 недостаточно мощности для регулирования температуры топливного элемента, когда он работает с относительно высокой мощностью.Без введения дополнительных систем охлаждения, снижение температуры и увеличение массовых потоков входящего газа являются возможными способами достижения регулирования температуры PEMFC. Кроме того, некоторые параметры математической модели являются эмпирическими значениями, которые могут привести к некоторым ошибкам моделирования. Кроме того, имеется немоделированная динамика, полученная в результате упрощения модели во время процедуры моделирования, и внешние возмущения, возникающие в результате измерения эксперимента. Однако игнорирование этой неизвестной динамики и ошибок моделирования может вызвать снижение производительности системы или даже нестабильность, когда контроллеры применяются к системе PEMFC.Таким образом, в этой статье будет разработана новая стратегия управления для решения как проблемы регулирования температуры, так и неизвестных динамических компенсаций.
В математической модели системы PEMFC существует множество эмпирически определенных переменных. Значение этих переменных может измениться во время работы топливного элемента, так что реальная производительность не может быть точно представлена в математической модели. Одной из наиболее важных переменных для модели баланса тепловой энергии является эмпирическая удельная теплоемкость химической реакции, которая влияет на генерируемую энергию в PEMFC. Кроме того, в ходе эксперимента есть некоторые шумы или помехи. В связи с этими фактами, мы рассматриваем прореагировавшее тепло и возмущения как неизвестную динамику, которую можно выразить следующим образом:
Из баланса тепловой энергии PEMFC в (6), уменьшение входящей энергии и увеличение выходной энергии может в дальнейшем достичь регулирование температуры, когда энергия охлаждающего вентилятора достигает максимума. Эти энергии в основном связаны с входным массовым расходом и температурой входящего потока, которые могут регулироваться увлажнителем и контроллером массового расхода.Без внутренней системы охлаждения динамика снижения температуры увлажнителя крайне медленная. Вентилятор 2 используется для улучшения процесса охлаждения увлажнителя. Однако охлаждающая способность увлажнителя с вентилятором 2 все еще низкая. Из-за медленной динамики считается, что увеличение входящего массового расхода отводит избыточное тепло из батареи PEMFC. Кроме того, с учетом экономических затрат, входной массовый расход и входная температура воздуха выбраны для регулирования температуры PEMFC в этой статье. Для целей проектирования управления общее количество вытяжного тепла за счет использования дополнительного массового расхода воздуха рассчитывается следующим образом: где — дополнительный массовый расход воздуха и является идеальной рабочей точкой для температуры катодного увлажнителя. Таким образом, извлеченное тепло рассматривается как управляющий вход. Согласно простому алгебраическому исчислению, общий массовый расход воздуха представляет собой сумму начального массового расхода и дополнительного массового расхода, который на практике является реальным управляющим входом. Таким образом, баланс тепловой энергии PEMFC с управляющим входом выражается как где и — начальная теплота входящей и выходной энергии для катодного слоя.Кроме того, (20) для анализа переписывается следующим образом: где — известная нелинейная функция.
Подводя итог, эта статья призвана предложить альтернативную стратегию управления для мощного PEMFC, где система охлаждения не может регулировать температуру PEMFC. Стратегия управления доступна при включении охлаждающего вентилятора, который состоит из составного ПИ-регулятора с неизвестной системой динамической оценки (USDE) для достижения регулирования температуры и устранения влияния неизвестной динамики с помощью измеряемого выхода и известных функций. .Схематический блок предлагаемой стратегии управления показан на рисунке 3.
Прежде чем мы проиллюстрируем стратегию управления с помощью USDE, следующие предположения сделаны в отношении баланса тепловой энергии PEMFC (21).
Допущение 1. Температура и управляющий вход измеримы и ограничены. А функция вычислима и ограничена.
Предположение 2. Неизвестная динамика непрерывна, а ее производная ограничена так, что.
Замечание 1. Легко измерить переменные температуры батареи, тока, напряжения и массового расхода на входе для каждого канала. Таким образом, PEMFC может тривиально выполнить вышеупомянутое предположение 1. Кроме того, не требуется знать производную неизвестной динамики в предположении 2, что используется для анализа устойчивости предлагаемого регулятора.
3. Конструкция контроллера системы PEMFC
В этом разделе мы сначала представляем USDE для.Затем он будет включен в ПИ-регулятор. Анализ устойчивости для USDE и составного ПИ-регулятора будет предоставлен отдельно.
3.1. Оценщик неизвестной динамики
Чтобы вывести инвариантное многообразие, к переменным и. Отфильтрованные переменные и выражаются следующим образом: где — константа фильтра, которая является единственным параметром, который необходимо настроить для USDE.
Затем инвариантное многообразие представлено в следующей лемме, которая иллюстрирует связь между неизвестной динамикой с измеряемым параметром и отфильтрованными переменными, и.
Лемма 1. Из баланса тепловой энергии PEMFC в (21) и фильтрованных векторов в (22) мы можем вывести следующее многообразие:
Для любой малой константы она инвариантна и экспоненциально привлекательна для производного многообразия. (23).
Доказательство. Вспомогательная координата для анализа инварианта многообразия определяется как Дифференцируя (24), мы можем получить, что Затем мы выбираем в качестве функции Ляпунова, чтобы показать границу. Таким образом, производная по времени is Из предположения 2 и неравенства Юнга, (26) может быть далее получена как. Кроме того, мы применяем интегрирование в (27), и мы можем получить.Таким образом, делается вывод, что экспоненциально сходится к небольшому компакту около нуля, что выражается как На основании предположения 2 верхняя граница равна. В связи с этим из (28) следует, что. Затем мы можем получить, что и as. Таким образом, будет сходиться к нулю для и / или. Наконец, многообразие в (23) инвариантно и экспоненциально притягивается.
На основе визуализированного многообразия в (23), оценка для неизвестной динамики может быть спроектирована как Следующая теорема резюмирует сходимость ошибок оценки для предлагаемой оценки в (29).
Теорема 1. Оценка (29) используется для получения неизвестной динамики в балансе тепловой энергии PEMFC (21). Ошибка оценки экспоненциально сходится к небольшому компактному множеству около нуля.
Доказательство. Чтобы не требовать информацию о производной температуры, мы сначала применяем фильтр нижних частот к уравнению (21). Тогда мы получаем, что где — экспоненциально исчезающий член отфильтрованного начального значения состояния, которым можно пренебречь.
Кроме того, отфильтрованная переменная определяется как Поскольку эффект экспоненциально исчезающего члена не учитывается, уравнение (30) может быть переписано в следующей форме на основе (22) и (31): Из сравнения между (24) и (32) подразумевается, что. Следовательно, мы вычисляем производную ошибки оценивания, то есть, чтобы показать ограниченность ошибки оценивания, мы выбираем функцию Ляпунова как. Его производная вычисляется как С учетом неравенства Юнга и предположения 2, получаем Тогда интегрирование (35) равно.На основании этого можно вывести, что ошибка оценки экспоненциально сходится к небольшому компакту: наконец, сходится к нулю, когда и
Замечание 2. Для неизвестной оценки динамики системы (29) есть два основных преимущества. по сравнению с другими оценками (например, [14, 26]). Во-первых, требуется настроить только один параметр. Из (22) и (31) определяет полосу пропускания фильтра нижних частот, которая влияет на надежность. Более того, ограниченность неизвестной производной динамики может повлиять на эффективность оценки, в то время как константа может использоваться для уменьшения эффекта этой ограниченности.Кроме того, скорость сходимости ошибки оценки связана с этой константой, которую можно найти в доказательстве теоремы 1. Следовательно, при выборе этого параметра необходимо учитывать компромисс между скоростью сходимости ошибки оценки и устойчивость к помехам. Более того, информация о производной состояния не требуется из-за операций фильтра нижних частот. По сравнению с оценкой на основе скользящего режима, можно избежать неоднородностей и явлений дребезга.
3.2. Составной ПИ-регулятор с неизвестной динамической компенсацией
В этом разделе представлен составной ПИ-регулятор, основанный на USDE. Согласно теореме 1 оценка (29) экспоненциально сходится к малому компакту, даже к нулю, когда. Следовательно, его можно использовать для компенсации неизвестной динамики и повышения эффективности управления. Основываясь на структуре контроллера на рисунке 3, составное ПИ-регулирование спроектировано следующим образом: где обозначает желаемую температуру PEMFC; — ошибка управления; а пропорциональный и интегральный коэффициенты усиления представлены как и, соответственно.Поскольку динамика температуры PEMFC медленная, желаемая температура обычно рассматривается как постоянная или медленно меняющаяся величина. Таким образом, производной желаемой температуры можно пренебречь.
Замечание 3. Предлагаемое управление (37) объединено с оценкой неизвестной динамики (29), которая имеет функцию компенсации неизвестной динамики. ПИ-регулятор широко используется на практике в системе PEMFC. Следовательно, предлагаемая стратегия управления имеет преимущество в улучшении предварительно разработанного ПИ-регулятора для практических приложений.
Более того, сходимость ошибки отслеживания и ошибки оценки для предлагаемого контроллера резюмируется в следующей теореме.
Теорема 2. Для регулирования температуры системы PEMFC предлагается стратегия управления составным ПИ-регулятором (37) в сочетании с неизвестной динамической компенсацией, как показано на рисунке 3. Ошибка управления и оценка экспоненциально сходятся к небольшой компактный набор около нуля.
Доказательство. На основе уравнения теплового баланса (21) и регулятора (37) производная ошибки регулирования вычисляется, как где где обозначает интегральную ошибку. Для анализа устойчивости регулятора ошибка, включающая ошибку управления и интегральную ошибку, определяется как. Таким образом, уравнение (38) переформулируется как В матрице параметры и коэффициенты управления и являются положительными константами. Чтобы гарантировать стабильность системы управления, усиление управления и выбирается так, чтобы матрица была матрицей Гурвица.Согласно теории Ляпунова, существуют симметричные и положительно определенные матрицы и такие, что матрица удовлетворяет уравнению. Кроме того, мы выбираем функцию Ляпунова как. Затем его производная выражается как: Основываясь на неравенстве Юнга с положительной константой, мы можем далее вывести, что где есть положительные константы, и когда константы и выполняются, и; максимальное собственное значение матрицы обозначается как; И — минимальное собственное значение матрицы. Затем мы можем дополнительно вывести это, что означает, что ошибка управления и ошибка оценки экспоненциально сходятся к следующему небольшому компактному множеству около нуля.
4. Альтернативная конструкция контроллера системы PEMFC
В разделе 3.2 контроллеру требуется информация о желаемой производной температуры. Поскольку желаемая температура системы PEMFC обычно является постоянной или медленно изменяющейся во времени величиной, влияние желаемой производной температуры оказывает небольшое влияние на предлагаемый контроллер. Чтобы еще больше исключить это небольшое воздействие, предлагается альтернативный составной ПИ-регулятор, чтобы в дальнейшем не требовать определения желаемой температуры в этом разделе.
4.1. Альтернативный оценщик неизвестной динамики
Прежде чем мы представим USDE, мы сначала вычисляем производную ошибки управления, чтобы найти соотношение, содержащее производную желаемой температуры. Таким образом, производная ошибки управления вычисляется aswhere, включая и, рассматривается как новая неизвестная динамика в этом разделе. Для анализа мы предполагаем, что эта неизвестная динамика непрерывна, а ее производная ограничена так, что. Следовательно, в этом подразделе будет оцениваться неизвестная динамика, хотя ошибка управления с обратной связью, управляющий вход и известная функция.
Следуя предыдущей процедуре разработки оценщика в Разделе 3, мы определяем фильтруемую переменную по отношению к, чтобы не требовать информацию о производной ошибки управления в USDE. Получаем
Тогда мы можем найти следующее инвариантное многообразие.
Лемма 2. На основе уравнения ошибки управления (43), отфильтрованных переменных, и определенных в (22) и (44), многообразие выводится следующим образом:
Это многообразие является инвариантным и экспоненциально притягивающим. для любой небольшой положительной постоянной.
Доказательство. мы определяем вспомогательную координату для анализа инварианта многообразия: Затем мы продифференцируем (46) по времени, то есть, кроме того, мы выбираем в качестве функции Ляпунова, чтобы показать границу. Таким образом, производная по времени от (48) интегрируется так, что мы можем получить. Таким образом, делается вывод, что экспоненциально сходится к небольшому компакту около нуля, что выражается как: Следуя тому же анализу в лемме 1, мы можем сделать вывод, который будет сходиться к нулю в течение и / или во времени.Наконец, многообразие в (45) инвариантно и экспоненциально притягивается.
Таким образом, оценка предоставляется на основе инвариантного многообразия в (45).
Теорема 3. На основе предложенной оценки (50) и производного уравнения ошибки управления (43) ошибка оценки экспоненциально сходится к малой компактный набор около нуля.
Доказательство. для целей анализа фильтруемая переменная определяется как Затем фильтр нижних частот применяется к уравнению (43). Мы получаем, что экспоненциально исчезающий член отфильтрованного начального значения состояния не учитывается.
Подставляя (22) и (51), уравнение (52) переформулируется как Путем сравнения (46) и (53) мы можем получить факт. Прежде чем мы предоставим границу ошибки оценки, сначала вычисляется производная ошибки оценки следующим образом: Кроме того, мы выбираем функцию Ляпунова как. Производная этой функции равна Тогда интегрирование (55) равно. На основании этого можно сделать вывод, что ошибка оценки экспоненциально сходится к небольшому компактному размеру: наконец, сходится к нулю, когда и.
4.2. Альтернативный составной ПИ-регулятор с неизвестной динамической компенсацией
В этом разделе предлагается альтернативный составной ПИ-регулятор, не требующий производной от заданной температуры. Поскольку альтернативный оценщик разработан на основе уравнения (43), производная желаемой температуры и неизвестная динамика оцениваются с помощью оценщика (56). Таким образом, составной ПИ-регулятор может быть спроектирован как
Затем следующая теорема иллюстрирует сходимость ошибки отслеживания и ошибки оценки для предлагаемого контроллера (57).
Теорема 4. Для регулирования температуры системы PEMFC стратегия управления составным ПИ-регулятором (57) комбинируется с неизвестной динамической компенсацией (50). Ошибка управления и оценка экспоненциально сходятся к небольшому компактному множеству около нуля.
Доказательство. , подставив (57) в (43), мы можем получить, где обозначает интегральную ошибку. Для анализа устойчивости регулятора ошибки, включая ошибку управления и интегральную ошибку, определяются как.Таким образом, уравнение (58) переформулируется как Кроме того, существуют симметричные и положительно определенные матрицы и такие, что матрица удовлетворяет уравнению. Затем мы выбираем функцию Ляпунова как. Его производная выражается как: Основываясь на неравенстве Юнга с положительной константой, мы можем далее вывести, что где есть положительные константы и когда константы и выполняются, и; максимальное собственное значение матрицы обозначается как и является минимальным собственным значением матрицы. Затем мы можем дополнительно вывести, что означает, что ошибка управления и ошибка оценки экспоненциально сходятся к следующему небольшому компактному множеству около нуля:
5.Результаты моделирования
В этом разделе предложенная стратегия управления для системы PEMFC проводится в среде MATLAB / Simulink. Для моделирования PEMFC стехиометрические отношения кислорода и водорода установлены как и, соответственно. И ток топливного элемента установлен как, при котором охлаждающий вентилятор не может отводить достаточно тепла для поддержания температуры PEMFC. Причем помеха задается как ограниченный сигнал. Температура увлажнителя на анодной стороне установлена как C.Начальная температура катодного увлажнителя составляет C. Идеальная рабочая температура увлажнителя на катодной стороне установлена как C. Температурный профиль катодного увлажнителя в моделировании изображен на рисунке 4. На рисунке показано, что увлажнитель выполняет медленная динамика снижения его температуры до достижения идеальной рабочей температуры. Из-за отсутствия эффективной системы охлаждения увлажнителю требуется почти 2000 секунд для снижения своей температуры, что означает, что снижение температуры входящего газа недостаточно эффективно для регулирования температуры PEMFC.Температура линейных нагревателей выбирается как среднее значение между температурой увлажнителя и желаемой температурой PEMFC, которая соответствует назначению линейных нагревателей для поддержания температуры газа в трубопроводах.
На основе USDE в (29) и (50) только одна постоянная настройки устанавливается как. Для ПИ-регулятора коэффициенты усиления равны и, которые определяются на основе правила настройки в частотной области [27], чтобы поддерживать стабильную производительность.Сравнение температурных профилей, регулируемых предлагаемыми составными ПИ-регуляторами ((37) и (57)) и классическими ПИ-регуляторами, показано на рисунке 5. Показано, что регуляторы ((37) и (57)) и классические ПИ-регуляторы можно добиться регулирования температуры. В установившемся режиме температура PEMFC может достигать желаемого значения контроллерами. Однако следует отметить, что составной ПИ-регулятор работает намного лучше, чем классический ПИ-регулятор в переходных режимах. Ошибки управления в составных ПИ-контроллерах невелики и ограничены.Более того, скорость сходимости составных ПИ-регуляторов выше, чем у классических ПИ-регуляторов.
Перед тем, как управляющий вход входит в систему, используется схема защиты от закручивания, чтобы избежать входных массовых потоков в отрицательном значении или за пределы системы. Управляющий вход общей энергии показан на рисунке 6. На практике дополнительный массовый расход воздуха рассматривается как практический управляющий вход. На основании соотношения (19) можно получить дополнительный массовый расход воздуха, и профиль дополнительного массового расхода воздуха показан на рисунке 7.Показано, что антизакрытие имеет хорошие характеристики, так что дополнительный массовый расход воздуха не может превышать ограничение системы.
Поскольку массовый расход воздуха изменяется во время процесса управления, парциальное давление кислорода будет изменено, что окажет влияние на напряжение PEMFC (10). Более того, существует множество переменных в напряжении PEMFC, связанных с температурой, что обсуждалось в (12) — (15). Профиль напряжения, на который влияют предлагаемые составные ПИ-регуляторы ((37) и (57)) и классический ПИ-регулятор, изображен на рисунке 8, что означает, что предложенная стратегия управления оказывает небольшое влияние на напряжение PEMFC.Кроме того, профиль энергии охлаждения, генерируемой вентилятором 1, показан на рисунке 9. Замечено, что вентилятор включается, когда температура PEMFC снижается. Таким образом, нет никаких эффектов связи между контроллером и режимом работы вентилятора. На рисунке 10 показан профиль результатов оцененной неизвестной динамики и. Показано, что USDE может дать точную оценку. Есть несколько резких переходных пиков, на которые влияет изменение заданной температуры и условия работы вентилятора.
Для представленных выше результатов моделирования, схема предотвращения закручивания играет важную роль в предлагаемой стратегии управления. Чтобы дополнительно продемонстрировать эффективность составных ПИ-регуляторов, амплитуда желаемой температуры задается как небольшое изменение. Управляющий вход для этого случая представлен на рисунке 11. Показано, что неизвестные оценки динамики системы ((29) и (50)) могут компенсировать неизвестную динамику в составных ПИ-регуляторах ((37) и (57)).Профили температуры, регулируемые предлагаемыми составными ПИ-регуляторами ((37) и (57)) и классическим ПИ-регулятором, показаны на рисунке 12. Показано, что температурные ошибки составных ПИ-регуляторов ((37) и (57) ) всегда малы, в то время как на результат классического ПИ-регулятора влияет неизвестная динамика, и температура не может быть отрегулирована до желаемой температуры.
6. Выводы
В этой статье для системы PEMFC предлагается комбинированное ПИ-регулирование с USDE.Принимая во внимание ограничение системы охлаждающего вентилятора, разработана альтернативная стратегия управления путем снижения температуры воздуха, поступающего через увлажнитель, и одновременного увеличения массового расхода воздуха, чтобы устранить избыточное тепло, которое охлаждающий вентилятор не может удалить. Затем к системе применяется фильтр нижних частот, чтобы получить инвариантное многообразие. Это инвариантное многообразие содержит информацию между неизвестной динамикой и известными переменными, которую можно напрямую использовать для построения оценки.Более того, можно избежать требования производной состояния, что подходит для практического применения. Полученная оценка может гарантировать экспоненциальную сходимость и легко включается в предложенную стратегию управления, так что производительность PI-управления улучшается и влияние неизвестной динамики может быть устранено. Наконец, предоставляется численное моделирование системы PEMFC. Результаты моделирования демонстрируют эффективность предложенной стратегии управления и улучшение характеристик управления.
Доступность данных
Данные, используемые в этой статье, можно получить у соответствующего автора по запросу.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.
Выражение признательности
Эта работа частично финансировалась испанским национальным проектом DOVELAR (исх. RTI2018-096001-B-C32), AGAUR Generalitat de Catalunya через групповой грант Advanced Control Systems (SAC) (2017 SGR 482), и Испанское государственное исследовательское агентство через Знак качества Марии де Маэзту, присвоенный IRI (MDM-2016-0656).Эта работа частично финансировалась Китайским стипендиальным советом (CSC) в рамках гранта (2018083). Эта работа частично финансировалась Национальным фондом естественных наук Китая в рамках грантов 61922037 и 61873115.
Определение температурно-зависимой проницаемости клеточной мембраны с использованием микрофлюидики со встроенным контролем потока и температуры
Мы разработали интегрированную микрожидкостную платформу для мгновенного контроля потока и локального контроля температуры.Платформа состояла из области фокусировки потока для доставки образца и области перекрестного соединения, встроенной в микронагреватель для захвата клеток и локализованного контроля температуры с помощью системы управления с активной обратной связью. Далее мы использовали его для измерения мембранных транспортных свойств клеток Jurkat, включая осмотически неактивный объем клетки ( V b ) и проницаемость клеточной мембраны для воды ( л p ) и криопротекторного агента. (CPA) (диметилсульфоксид (ДМСО) в данном исследовании) ( P S ) при различных температурах (комнатная температура, 30 ° C и 37 ° C).Такие характеристики клеток имеют большое значение во многих приложениях, особенно при оптимальной криоконсервации. По результатам была рассчитана соответствующая энергия активации для транспорта воды и CPA. Сравнение результатов текущего исследования со справочными данными показывает, что разработанная платформа является надежным инструментом для изучения температурно-зависимого поведения ячеек, который предоставляет ценные инструменты для общих приложений манипулирования ячейками с точным контролем температуры.
У вас есть доступ к этой статье
Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуй еще раз?Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:
- В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить, хотите ли вы принимать файлы cookie.
- Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
- Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
- Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
- Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.