Определение свойств объекта регулирования

 

Исследовать свойства объекта регулирования и получить статические и динамические характеристики объекта можно аналитическими или экспериментальными методами.

Аналитический метод определения характеристик объекта регулирования

Процессы, характеризуются одной входной и одной выходной величинами могут быть описаны уравнением:

 

                           (1)

 

где, - постоянный коэффициент, имеющий конкретное значение для того или иного процесса.

- результирующее материальное или энергетическое воздействие на объект.

 

 

В равновесном состоянии приток равен стоку, т.е.

 

 

При этом , тогда

, при , - что соответствует постоянному значению y.

При появлении возникает переходный процесс, при котором выходная величина изменяется во времени.

Характер изменения выходной величины определяется решением дифференциального уравнения. (1)

В равновесном состоянии:

 

При появлении разности  уровень будет увеличиваться или уменьшатся.

Если сечение колонны const=F, тогда уравнение (1) для переходного режима.

 

 (2)

 

Пусть изменение  не зависит от уровня, а - зависит, т.е. при изменение уровня изменяется расход стока. Тогда при небольших изменениях уровня эту зависимость можно записать:

 

 (3)

 

- коэффициент пропорциональности

- изменение уровня.

Подставим уравнение (3) в (2)

 

,

 

постоянная времени объекта:  коэффициент усиления объекта:

 (4)

(5)

 

Как видно из уравнения (4) и (5) динамические свойства объекта соответствует апериодическому звену первого порядка.

Определим объемный расход жидкости через клапан.

 

 

учитывая, что P₂=0

 

 

подставив исходные данные получим:

для определения коэффициента пропорциональности С можно построить график зависимости Q_ст от L

Практически график имеет линейный характер. Взяв отношение любого значения

 определяем коэффициент пропорциональности С:

Определяем коэффициент усиления объекта:

Определяем постоянную времени

 

 

Характер изменения уровня определяем, решив уравнение:

 

 

Определяем постоянную С из начального условия:

При t=0,

 

 (5)

 

Подставим численные значения  и  в уравнения (5) получим:

 

 

По этому уравнению строим переходную характеристику

 

	0	1000	2000	3000	4000	5000	6000	7000	8000	9000	10000
	0	141,73	243,29	316,06	368,20	405,56	432,33	451,51	465,25	475,10	482,16

 

 t

динамический статика переходный характеристика

4. Экспериментальные методы определения характеристик объекта регулирования

 

Исследование статических характеристик позволяет оценить чувствительность объекта к возмущениям и регулирующим воздействиям, выбрать каналы регулирования, определить максимально допустимые приделы возмущения, которые могут быть компенсированы регулирующими воздействиями.

Связь входными и выходными переменными в неустановившемся состоянии характеризуют динамические свойства исследуемой системы. В большинстве случаев необходимо просто найти реакцию системы на ступенчатое изменение входных величин, т.е. получить переходную характеристику (кривую разгона