22. Самовыравнивание. Объекты с отрицательным самовыравниванием (неустойчивые).

Состояние объекта может быть нарушено в результате изменения материальных или энергетических потоков, т.е. нанесением на объект возмущающих воздействий. По способности восстанавливать равновесное состояние после нанесения на объект возмущающего воздействия объекты делят на нейтральные, устойчивые, неустойчивые.

В таких объектах изменение вых параметра, вызванное возмущающим воздействием, приводит к еще большему неравенству между притоком и стоком вещества или энергии, что в свою очередь вызывает дальнейшее изменение вых величины с постепенно увеличивающейся скорость. Пример: аппараты, в которых протекают автокаталитические реакции. Если процессом не управлять, то при положительном автокатализе реакция самоускоряется, стремительно нарастая, а при отрицательном автокатализе скорость реакции уменьшается вплоть до ее прекращения. Другой пример: хим. реактор, в котором протекает экзотер реакция. Предположим, что теплота хим.реакции превышает теплоту, отводимую системой охлаждения реактора. В этом случае температура в реакторе начнет повышаться, приводя к увеличению степени превращения реагентов, а увеличение степени превращения реагентов в экзо реакции приводит к увеличению температуры, при этом скорость ее изменения растет. Такое поведение объектов, обладающих отриц. самовыравниванием, можно объяснить наличием в них внутренних положительных обратных связей. На схеме интегрирующее звено с передаточной функцией, равной 1/Т_аs, охвачено положительной обратной связью. В цепи обратной связи находится звено нулевого порядка с передаточной функцией К_ос, тогда передаточная функция: W(s)=K₀/(T₀s-1), где К₀=1/К_ос – коэф усиления неустойчивого объекта первого порядка; Т₀=Т_а/К_ос – постоянная времени неустойчивого объекта первого порядка. В соответствие с этим уравнение динамики: Т₀dy/dτ-y=K₀x. Переходная характеристика (кривая разгона): h(τ)=K₀[exp(-τ/T₀) -1].

23.Коэффициент самовыравнивания

Самовыравнивание объектов характеризуется степенью (коэф) самовыравнивания: ρ=1/К_о – величина, обратная коэф усиления объекта, т.е. отношение изменения входной величины к изменению выходной.

Коэф усиления (передачи) объекта, в свою очередь, определяется по кривой разгона, как: К_о=(у(∞)-у(0))/Δd, где у(∞)- значение выходной величины в новом установившемся состоянии (после переходного процесса); у(0) – значение выходной величины в начальном установившемся состоянии (до переходного процесса); Δd- изменение возмущающего воздействия на входе объекта.

Для устойчивых объектов степень самовыравнивания – величина положительная, т.е. ρ>0. Кривая 1 характеризует объект, обладающий степенью самовыравнивания ρ=∞. Управляемая величина не изменяет своего значения при любых возмущающих воздействиях. Это объект с идеальным самовыравниванием и он не нуждается в управляющих устройствах.

Коэффициент самовыравнивания не является постоянной величиной, поскольку зависит от нагрузки объекта. Мах нагрузке соответствует мах для данного объекта коэф самовыравнивания.