книги из ГПНТБ / Мотулевич Д.Ю. Элементы теории и техники автоматического регулирования учеб. пособие для студентов всех специальностей хим.-технол. фак

Таким образоМурегулятор при наличии жесткой связи между чувствительным элементом (поплавком) й регулирующим органом

Система автоматического регулирования, в Которой в установившемся состоянии существует однозначная зависимость между значением регулируемой величины и положением регули­ рующего органа, называется статической. Астатической назы­ вается система, в которой положение регулирующего органа не овязано с установившимся зітчениам регулируемой вали- чит-і.

- 32 -

Примером аотатичеокой CAP может служить оиотема, приведенная на риа.ІБ. Ii ВТОІІ системе в качества астати­ ческого регулятора уровня использован-ЗОЛОТНИКОВЫЙ г>. :равличеокий регулятор.

шіавоя 4 опустится и пѳрѳмѳотит золотник.9 так, что'масло под давлением ßnutn. начнет поступать в нижнее отверстие гильзы С й поршень исполнительного механизма 10 переместится Вверх и Приоткроет кдаііан б* Поступление жидкости в бак

- 34 -

На риоЛ7 приведены кривые переходных пропѳрсов регу­ лирования в статически и астатической оиптамах при отупенчатом возмущающем воздействии. В статичѳокой системе процасо регулирования заканчивается при првом установив­

Для астатических систем регулирования статическая ошибка равна нулю â Хин - О .

t

t

Рио.17, Процеоо регулирования в статических и аотатическйх системах регулирования:

а - отатичѳокая САР; б - аотатьчѳокая САР

С материалом, изложенным в гл,П, можно познакомитьс. n o f l J ; f 3 j ; [ 7 7 ; [ l 3 j .

- 55 -

ОБЪЕКТ РЕГУЛИРОВАНИЯ

§ I« Принятие допущения

Большинство реальных промышленных объектов - сложныеі нелинейные системы с распределенными параметрами и нѳоколъ кими взаимосвязанными регулируемыми величинами. При ис­ следовании этих объектов как объектов регулирования не представляется возможным учеоть все свойства, явления и процессы, происходящие в них. Учитываются только факторы, которые решающим образом влияют на протекание технологи- , чѳского процесоа. Такая идеализация упрощает задачу иссле|- дования, делает ее разрешимой. Обычно ПРИ рассмотрении объектов регулирования принимаются следующие допущения.

I . Объект и цепь воздействия от точки приложения возмущения до входа в объект очитаются линейными,

Линейность объекта или интервал значений, в котором объект можно рассмотреть как лиі >йный, определяются из его статичеоких характеристик. На рис.18 приведены стати­

ческие характеристики линейного, линеаризуемого и сущест­ венно нелинейного объектов.

Для них применены обозначения:

номинальные значения парамыров лине­ аризуемых объектов;

допустимые погрешности линеаризации.

- 37 -

Нелинейные объекты, статические характеристики кото­ рых имеют форму плавно изменяющихся кривых,без изменения знака производной на рабочем участке, в условиях конкрет­ ной задачи могут бить линеаризованы,т.е. заменены линей­ ными объектами а близкими статичѳокими овоііотвами. На рис,18,б и в приведены примеры линеаризации отатичѳоких характеристик, имеющих форму Плавно изменяющихся кривых, Допуотимооть линеаризации объясняется тем, что САР при Правильном выборе и ндотройкѳ регуляторе работает в режима малых отклонений - текущее значение регулируемого параметра мало отличается от номинального, и,следователь­ но, наличие больших погрешностей при линеаризации мало­ вероятно [ і ] »

Объекты существенно нелинейные (рйо.ІѲ,г) в настоя­ щем учебном пособии не рассматриваются;

2. Все иооледуемые объекты являются детектирующими. Свойство детектирования характеризуется направленностью действия, т . е - воздействия в объекте проходят только в * одном направлении от входа к выходу.

3. Параметры, определяющие работу объекта, имеют со­ средоточенный характер. Объекты с сосредоточенными пара­ метрами имеют одинаковые значения параметра во воем объе­ ме в момент Іо . Объекты о распределенными параметрами имеют в разных точках объема разные значения параметра в один и тот же момент to . Примером объекта с рарпределѳв ними параметрами может олукить магиотральнь'1 газопровод как объект регулирования давления. Если увеличить подачу газа на входе в газопровод, то давление в другом конце газопровода начнет расти не сразу, а спустя некоторое время, необходимое, чтобы волна повышенного давления рас­ пространилась вдоль трубопровода. Рассмотрение объектов о распределенными параметрами чрезвыйчайно усложняет ис­ следование ; некоторые из них в первом приближении можно считать объектами с сосредоточенными параметрами.

- 38 -

Все технологические аппараты как объекты регулиро­ вания определяются следующими динамическими свойствами: емкоотью, оамовыравниваниѳм и запаздываниѳм.Регулируемые объекты в зависимости от этих овойств модно разделить на сравнительно небольшое число типов о аналогичными динами­ ческими характеристиками.

§ 2, Свойства объектов регулирования

Емкооть. Емкостью называется свойство объекта накап­ ливать энергию или вещество (жидкость, газ и ' т . д . ) Ем­ кость объекта характеризует его аккумулирующую способ­ ность или инерционность. Чем больше емкость объекта по какому-то параметру, тем меньше скорость изменения этого параметра ПРИ опреДѳлѳннрм изменении количества подавае­ мого (или расходуемого) ппоцукта.

• Емкооть объекта характеризуется коэффициентом емкооти С , который определяется из общего уравнения

деля^дтся количеством энергии или материи, приток кото­ рой в объект (или убывание из объекта) вызывает прира­ щение величины регулируемого параметра на единицу изме­ рения в единицу времени, Подвод энергии или материи к

По числу емкостей объекты регулирования делятся на одно - , двух - и ш'огоемкостяые. Одноѳмкостныѳ состоят и одной емкости и сопротивления, двухъемкоотныѳ - из двух емкостей и двух сопротивлений, а многоемкоотные - из многих емкостей, разделенных между собой сопротивлениями. Объекты с очень налой емкостью иногда называются безъем­ костными.

На рис.19 приведены гидравлические аналогии одно-,

двух- и многоемкостного объектов. Емкость объекта опре­ деляет его динамические овойства.

Безъемкостной объект описывается дифференциальным уравнением нулевого порядка» т . е . алгебраическим уравне­ нием

где Х({) ~ текущее значение регулируемого параметра;

yfé) - текущее значение регулирующего (возмущай-* щѳго) параметра;

Л<» - коэффициент пропорциональности.

Одноемкостной статический объект описывается диффе­ ренциальным уравнением первого порядка

где То - постоянная времени объекта,

Физически То - время, в течение которого рѳгулипуемый параметр достиг бы своего нового установившегося значения, если бы изменячея с постоянной начальной око-