7. Сводная классификация систем регулирования и управления

Все системы автоматического управления и регулирования можно классифицировать следующим образом (рис. 7.1).

8. Режимы и характеристики работы сар и сау

Как всякие динамические системы, САР и САУ могут работать в двух основных режимах: установившемся и неустановившемся.

8.1. Установившийся режим

Работа объекта регулирования характеризуется совокупностью многих параметров (координат), отражающих те или иные его свойства, например: мощность генератора, его крутящий момент, частота вращения ротора, к.п.д., положение органа управления и т.п.

Рис. 7.1. Сводная классификация систем регулирования и управления

Режим работы объекта регулирования называется установившимся, если числовые значения всех координат сохраняются постоянными

во времени. Такая работа объекта в установившемся режиме возможна лишь при выполнении ряда условий. Эти условия могут быть выражены уравнениями статического равновесия.

Н апример: 1. Ротор турбины может сохранять постоянство частоты вращения только при условии равенства крутящего момента турбины и момента сопротивления потребителя: .

2. Уровень жидкости в резервуаре останется постоянным во времени лишь при условии равенства поступления жидкости и расхода её из резервуара, т.е. .

3. Температура в холодильной камере останется постоянной во времени при выполнении условия , где и соответственно количество теплоты, поступающей в камеру через её стенки и от охлаждаемого продукта, и отбираемой от камеры системой охлаждения, Дж/ч.

8.2. Фактор устойчивости

Рассмотрим статические характеристики холодильной камеры, определяющие зависимость количества поступающей и отбираемой теплоты от температуры в камере (рис. 8.1). График показывает, что условие выполняется только в точке . Поэтому в камере будет поддерживаться установившийся тепловой режим при температуре . Однако режим работы камеры с течением времени может изменяться, например, при загрузке в камеру новой порции продукта или выгрузке (или по другим причинам).

Нарушение установившегося режима вызовет отклонение температуры в камере от её значения на . Пусть это отклонение будет в сторону увеличения (загрузка камеры). Тогда , а > . В связи с этим температура в камере будет уменьшаться, и установившийся режим при восстановится. При уменьшении температуры на , наоборот, > , и установившийся режим при также восстановится. Такой установившийся режим называется устойчивым.

Устойчивость режима зависит от дисбаланса тепловых потоков при данном отклонении температур от . Поэтому оценкой устойчивости может служить отношение , называемое фактором устойчивости (в данном случае холодильной камеры).

Аналогично может быть определена устойчивость режимов и других объектов. Например, устойчивость регулирования уровня жидкости в резервуаре определяется как .

Т ак как в общем случае тепловые потоки и (и подобные величины) могут зависеть не только от температуры внутри камеры, но и других величин, то для более точного определения фактора устойчивости пользуются частными производными. Тогда

.

Устойчивость установившегося режима характеризуется алгебраическим знаком и его числовым значением. Если , то и режим устойчив, причём тем более устойчив, чем больше значение . При режим работы неустойчив. В этом случае рассматриваемый объект имеет отрицательное самовыравнивание.