Статические и динамические характеристики типовых процессов. Типовые сигналы.
Объекты хим. технологии могут быть описаны статическими и динамическими характеристиками, кот. представляют собой взаимосвязь между входными и выходными параметрами – параметры, величины кот. определяются режимом процесса и кот. характеризуют его состояние, возникающее в результате воздействия входных, возмущающих и управляющих параметров (колич. и кач-во продукта).
Статическая характеристика объекта – уравнение, которое описывает зависимость выходных параметров от входных в установившемся во времени работы объекта.
Зависит от: физ.-хим. свойств перерабатываемых веществ; характера и степени достижения равновесных процессов; конструкторского оформления аппаратов.
Уравнения статических характеристик в зависимости от свойств объектов могут быть: линейными и нелинейными. Чаще используют объекты, описывающие нелинейные уравнения. Поэтому проводят замену на линейные функции.
При решении задач управления технологическими объектами надо знать их изменение выходных параметров во времени, т.е.динамические свойства.
Динамическая характеристика объекта - уравнение, устанавливающее зависимость изменения во времени выходных величин от вариаций входных возмущающих параметров.
Универсальным видом описания динам. хар-ки является ДУ, кот. составляется на основе физических законов, характеризующих переходной процесс – это процесс перехода из одного установившегося состояния в другое. Вид этого процесса зависит от свойств объекта и закона изменения входной величины.
Для определения динам. хар-ик объектов и возможности сравнения их друг с другом приняты типовые законы изменения входных параметров. Используют ступенчатое возмущение входной величины и импульсное изменение входной величины. Такие сигналы называют типовыми сигналами.
Типовые сигналы: 1. ступенчатое возмущение; 2. импульсное возмущение.
Если величина типового сигнала =1, то её называют единичный скачок, единичный импульс, или стандартный ступенчатый / импульсный сигнал.
При t > 0 Xвх(t) = 1 При t < 0 Xвх(t) = 0
При t = 0 Xвх(t) = 1 При t > 0 и t < 0 Xвх(t) = 0
Реакция объекта на единичное входное ступенчатое воздействие при условии, что до момента приложения этого воздействия объект находится в покое, называют временной характеристикой объекта.
При импульсном единичном возмущении воздействия на входе динам. хар-ка наз. импульсной кривой. Временная хар-ка и импульсная кривая – это отклик объекта на входной или ступенчатый сигнал. Данные хар-ки могут быт получены на промышлен. Объектах, их наз. кривыми разгона. Кривые хар-ся инерционностью – это постепенность изменения выходной величины при мгновенном изменении входной. Количественной мерой инерционности является постоянная времени объекта (Т).
Если объект описывается ДУ 1-го порядка, то Т является коэффициентом при производной 1-го порядка и показывает, за какой промежуток времени выходной параметр достиг бы своего установившегося значения, если бы он изменялся с постоянной скоростью, равной первоначальной.
Графическое изображение постоянной времени:
Для объектов, кот. описывается ДУ более высокого порядка понятие времени Т выражают: Т = f(Т1, Т22,…Тii), где Т – постоянные коэффициенты при производной соответствующего порядка.