1. Свойства, характеристики и классификация объектов регулирования

Свойства объекта регулирования определяют выбор типа регулятора для контура объекта, расчет настроек регулятора, а также является основой синтеза автоматической системы регулирования (АСР).

Основными свойствами являются:

1. самовыравнивание;

2. емкость;

3. запаздывание.

Самовыравнивание определяет устойчивость АСР и определяет способность объекта переходить к устойчивому состоянию при изменении входной величины. Основной характеристикой является степень самовыравнивания:

где — регулирующее воздействие;

— возмущающее воздействие;

— установившееся значение регулируемой величины.

Ёмкость объекта характеризует его инерционные свойства, то есть его способность сохранять энергию.

В зависимости от количества ёмкостей различают одно-, двух- и многоёмкостные объекты.

Запаздывание выражается в том, что регулируемая величина изменяется не сразу после изменения входной величины, а через некоторое время :

где — расстояние от места нанесения входного воздействия до места измерения входной величины;

— скорость измерения входной величины.

По способности восстанавливать значение регулируемой величины после изменения входной объекты делятся на:

1. нейтральные;

2. устойчивые;

3. неустойчивые.

2. Регулирование уровня в резервуарах

1. Жидкость подается в резервуар самотеком через клапан, а выходит из резервуара откачиванием насосом постоянной производительности.

Рис. 38

где — притока;

— расхода.

— площадь сечения резервуара, ;

— уровень.

Рис. 39

Для расчета АСР математическая модель объекта необходимо представить в безразмерной форме:

Подставим в 7.2.3 введенные обозначения:

Принимаем :

Если то

можно принять равным 0, так как уравнение 7.2.3 можно записать в приращениях , .

— время разгона объекта (то время, за которое относительное изменение регулируемой величины станет равным относительному изменению возмущающего воздействия).

Данные объекты называются нейтральными.

Преобразуем по Лапласу при нулевых начальных условиях по времени уравнение 7.2.9: при будет равно 0.

2. Жидкость подается в резервуар самотеком и отводится из резервуара самотеком по трубопроводу с клапаном.

Рис. 40

Величина расхода жидкости определяется как величиной уровня, так и проходным сечением.

— коэффициент пропорциональности клапана;

— площадь проходного сечения.

7.2.11 можно линеаризовать, разложив в ряд Тейлора:

где

Составим уравнение материального баланса следующего вида:

Уравнение 7.2.15 подставим в 7.2.13:

Начальные условия для 7.2.9 нулевые.

Преобразуем по Лапласу по времени 7.2.19: