2.3 Объекты регулирования. Одноемкостные статические объекты.

Свойства объекта регулирования определяет система АСР, поэтому для выбора типа регулятора его настроек необходимо знать динамические характеристики объектов регулирования. Динамической характеристикой ОР – зависимость выходной величины ОР ( ) выраженная аналитически или графически от времени при изменении входных величин и действующих на ОР ( , ) при отключенном регуляторе.

ОР может быть часть какого-либо аппарата или аппарат. Один объект может быть объектом нескольких АСР. Несмотря на многообразие аппаратов как ОР по динамическим характеристикам они близки и их классифицируют по динамическим характеристикам на виды: одноемкостные статические объекты, одноемкостные астатические объекты, двухъемкостные статические объекты, двухъемкостные астатические объекты.

По динамическим хар-м все ОР можно разделить на классы:

• Одноемкостные статические ОР

• Одноемкостные астатические ОР

• Объекты чистого запаздывания

• Двуемкостные статические ОР

• Двуемкостные астатические ОР

Одноемкостные статические объекты

Емкость – способность объекта запасать материальную и тепловую энергию.

Статическими называются объекты регулирования, у которых каждому значению соответствует в установившемся режиме определенное значение регулируемой величины , при отключенном регуляторе. Изменение регулируемой величины влияет на величину воздействия ( , ) которая вызывает изменение, т.е. данные объекты обладают свойством самовыравнивания.

Н а притоке жидкости установлена задвижка З₁ в положении m_1, величина потока на входе F₁. На стоке установлена задвижка З₂ в положении m_2, величина потока на входе F₂. В установившемся режиме F₁=F₂ Увеличение закрытия З₁ до значения m₁‘>m₁, тогда F₁’> F₁, при этом увеличится уровень в резервуаре и увеличивается гидростатический уровень в нем, величина F₂’> F₂ и уровень Н’₁=соnst, но Н’₁>H. Изменение уровня описывается уравнением:S – площадь сечения резервуара; ; - относ-е изменение потока на входе;;

Изменение положения задвижки на входе: ; - относ-ое изм-ие расхода (потока) на выходе к изменению уровня в резервуаре; ; ; ; - динам. хар-ка одного резервуара как объект регулирования уравнение с регулированием на притоке и на стоке.

Для получения уравнения в общем виде необходимо все величины записать в относительных единицах. , , , получаем

, учитывая что , характеристика т.к. З₁ линейна - относ-е изменение задвижки на притоке,

т.к. F₁=f(m) F₁=k*m.

- зав-ть отражает влияние уровня Н на F₂, кот хар-ет разл-е св-ва.

- коэф-т самовыравнивания,

- относит. изменение регулир. величины,

, (время разгона статич. объекта)

окончательный вид - динамическая хар-ка объекта на входе с самовыравниванием на стоке

2.3.2 Одноемкостные астатические объекты регулирования

Астатическим ОР – наз-ся такие объекты, у кот при изменении вел-ны возд-ие на входе или выходе регулируемая величина изм-ся с пост скор пропорциональна вел-не дан входных возд-ий не приходя к новому установившемуся значению.

П римером явл-ся резервуар, в кот регул-ся уровень жидк, при этом на стоке устан-ся насос пост. производительности.

Q₂= соnst, предполагаем что m₁‘>m₁, при этом Q₁’> Q₁ значит Н₁ начнет увеличиваться.

Одноемкостные астатические объекты–объекты у которых при изменении регулирующего воздействия на входе регулируемая величина изменяется с постоянной скоростью, пропорциональной величине данного регул. воздействия, не проходя к новому установившемуся значению. , , S - сечение резервуара, Та - время разгона астатического объекта.

Решим данное уравнение: , интегрируем , принимаем , получаем , построим кривую разгона, если

Если t=Ta тогда

Второй вариант Q₁= соnst, т.к. m₁= соnst, Q₁=Q₂ и уровень Н₁=соnst, если увел произв-ть насоса, т.е. Q₂’> Q₂ увел вел-на расхода и уровень в резервуаре будет уменьш, пока не опорожнится, т.к. не обладает самовыравниванием получим динамическую хар-ку:

, проинтегрируем . При , , Т.е уровень будет уменьшаться до нуля.