3.Понятие об объектах регулирования (ор)

О бъект регулирования - это часть технологического объекта управления, поведение которой характеризуется одной технологической величиной. Цели изучения ОР:

1. Понять задачу оптимизации и регулирования объекта,

2. Выбрать (на входе) управляемые и (на выходе) управляющие величины,

3. Определить степени влияния входных величин на выходные - определить внутренние свойства объекта,

4. Выбрать канал управления.

Одномерные и многомерные ОР, их особенности.

ОР классифицируют:

1. По количеству выходных величин:

• о дномерные имеют одну выходную величину и описываются одним уравнением статики и одним уравнением динамики. Пример – резервуар для жидкости (рис.II-1), входными величинами которого являются приход Fпр и расход Fр жидкости, а выходной величиной – уровень жидкости L. Увеличение (уменьшение) Fпр или Fр вызывает изменение уровня L. Уравнение статики этого объекта L = f(Fпр, Fр) и уравнение его динамики L = f(Fпр, Fр, t).

• м ногомерные содержат по две, три и более выходных величины, число уравнений должно соответствовать числу выходных величин. Пример – непрерывно действующий экзотермический реактор идеального перемешивания. Схемы реактора и его динамических каналов приведены на рис.II-3. Реактор имеет пять входных величин: концентрация Qн и температура Тн реагентов на входе в реактор, расход реагентов в реактор F, а также тепло, отводимое из реактора системой охлаждения и определяемое расходом хладагента Fс и его температурой Тс). Выходными величинами являются концентрация продуктов реакции Q и температура в реакторе Т. Для стабилизации температуры Т в реакторе изменяют расход хладагента Fс, а для обеспечения постоянства состава продуктов реакции Q – расход F реагентов, подаваемых в реактор. При этом изменение расхода хладагента Fс вызывает также изменение состава продуктов реакции Q, а колебание расхода исходных реагентов F приводит к изменению температуры Т реакционной массы в реакторе. Кроме того, выходные величины реактора (Q и Т) зависят от концентрации Qн и температуры Тн входного продукта, а также от температуры хладагента Тс. Выходные величины такого реактора находят из уравнений динамики Q = f1(F, Fc, Qн, Тн, Тс, t) T = f2(Fc, F, Qн, Тн, Тс, t). Таким образом, обе выходные величины реактора испытывают влияние всех его входных величин. Прохождение сигналов по каждому каналу может быть выражено своим уравнением динамики или своей передаточной функцией.

Объекты с сосредоточенными и распределенными параметрами

Объекты с сосредоточенными параметрами. К ним относятся объекты, регулируемые величины которых имеют одно числовое значение в данный момент времени (уровень жидкости в аппарате, давление газа в газгольдере и др.). Например, резервуар для жидкостей, испаритель, химический реактор.

Объекты с распределенными параметрами. К ним относятся объекты, регулируемые величины которых (температура жидкости по длине теплообменника, концентрации компонентов по высоте ректификационной колонны и др.) имеют разные числовые значения в различных точках объекта в данный момент времени. Например, аппараты типа «труба в трубе», в которых осуществляется теплообмен между жидкостями, массообменные аппараты колонного типа (ректификационные колонны, экстракторы, абсорберы, десорберы), барабанные сушилки для сыпучих материалов, трубчатые реакторы для превращения вещества и др.

Управляемые и управляющие величины объектов

Объект	Основная управляемая величина	Вспомогательная (промежуточная) управляемая величина	Управляющая величина
Теплообменник	Тж на входе	-	Расход пара
Сушильный аппарат	Конечная влажность материала	Т материала в аппарате	Расход сушильного агента
Ректификационная колонна	Концентрация дистиллята	Т на контрольной тарелке	Расход флегмы
Абсорбер	Состав обедненного газа	-	Расход абсорбента