14. Многоёмкостный объект с самовыравниванием

Многоёмкостный объект с самовыравниванием по типу динамической характеристики эквивалентен апериодическому звену II порядка и описывается обыкновенным дифференциальным уравнением II – го порядка с постоянными коэффициентами (две экспоненты). Рассмотрим на примере 2-х ёмкостного объекта.

Динамическая характеристика. Эта характеристика описывается дифференциальным уравнением II порядка. Входная величина X_вх, выходная величина X_вых, т.е. уровень во 2-й ёмкости.

После нанесения скачка X_вх с 3 л/мин до 30 л/мин уровень во 2-й ёмкости увеличивается вначале с возрастающей скоростью (здесь f^" > 0), а затем с убывающей скоростью (f^" < 0). Точка А – это точка перегиба (f^" = 0). В итоге, после нанесения скачка X_вх с 3 л/мин до 30 л/мин уровень во 2-й ёмкости установиться на отметке, например, 2,5 м. Здесь Т_зап – время запаздывания; Т_о – постоянная времени. Чем больше расстояние между ёмкостями, тем выше смещается точка перегиба А (т.е. увеличивается время запаздывания).

Динамическая характеристика многоёмкостного объекта с самовыравниванием.

15.Запаздывание в объектах и регуляторах

В реальных объектах (регуляторах) изменение регулируемого параметра начинается не сразу после нанесения возмущения, а спустя некоторое время. Это время называют запаздыванием. Различают 2 вида запаздывания: чистое (транспортное) – τ₀; ёмкостное - τ_ё.

В одноёмкостном объекте имеется только чистое запаздывание τ₀. Оно вызывается наличием в регулируемом объекте участков, по которым распространение сигнала требует некоторого времени.

В многоёмкостном, (двух и более объектов), кроме чистого имеется еще и ёмкостное запаздывание τ_ё. Оно обусловлено гидравлическими тепловыми и другими сопротивлениями. Эти сопротивления вызывают замедленный переход вещества из одной емкости в другую.

Рассмотрим динамическую характеристику одноёмкостного объекта с самовыравниванием с учётом запаздывания .

Рис. 2.9. Динамическая характеристика одноёмкостного объекта

С самовыравниванием с учётом запаздывания.

Как следует из рис.2.9 кривая разгона смещается вправо на время чистого (транспортного) запаздывания τ_0.

17. Автоматический регулятор – это совокупность устройств, при помощи которых автоматически поддерживается значение регулируемой величины с той или иной точностью по отношению к заданному значению. По роду используемой энергии регуляторы подразделяют на:

1. пневматические;

2. гидравлические;

3. электрические;

4. электрогидравлические.

Зависимость μ = f (σ) в неустановившемся режиме называется законом регулирования регулятора, где σ = (Т_т – Т_з) – сигнал рассогласования, μ – закон перемещения затвора регулирующего органа, t – время. Здесь:

Т_т – текущее значение регулируемого параметра;

Т_з– заданное значение регулируемого параметра.

Динамическая характеристика регулятора как динамического звена рассматривается всегда в следующих координатах:

В зависимости от закона регулирования регулятора бывают линейные и нелинейные.

В настоящее время роль регуляторов выполняют программируемые контроллеры. В них запрограммирован закон регулирования (чаще всего – ПИД закон).