4.Статические и динамические режимы ор

В промышленных условиях ОР могут находиться в равновесных (статических) и неравновесных (динамических) состояниях. Равновесные состояния характеризуются постоянством во времени входных, промежуточных и выходных величин. При эксплуатации объектов химической технологии равновесные состояния систем нарушаются в результате действия различных возмущений, при этом входные, промежуточные и выходные величины ОР изменяются во времени; такое их состояние называют неравновесным.

Уравнения статики и динамики: статические и динамические характеристики

П оведение ОР в установившемся состоянии определяется уравнениями статики, или статическими характеристиками. Под статической характеристикой понимают зависимость между входной xвх и выходной xвых величинами ОР в равновесном состоянии xвых = f(xвх). Обычно уравнения статики являются алгебраическими.

x = f(z, u)

П оведение ОР в неравновесном состоянии или в переходном процессе описывается уравнениями динамики. В общем виде уравнение динамики или динамическая характеристика ОР с входной xвх и выходной xвых величинами представляет собой зависимость типа xвых = f(xвх, t), которая, как правило, представляет собой дифференциальное уравнение. Прохождение сигнала по каналам ОР характеризуется своими уравнениями статики и динамики. Количество статических характеристик соответствует количеству информационных каналов. Количество уравнений статики соответствует количеству выходных величин ОР.

x1 = f(z1, z2, u1, u2)

x2 = f(z1, z2, u2)

x1 = f(z1)

x1 = f(z2)

x1 = f(u1)

x1 = f(u2), x2 = f(z1), x2 = f(z2), x2 = f(u2) Статическая характеристика объекта может быть задана в виде таблицы, графика, уравнения; она может быть линейной и нелинейной.

Линеаризация нелинейных характеристик

П оведение ОР обычно описывается нелинейными уравнениями. Решение таких уравнений довольно сложно. Поэтому применяют линеаризацию уравнений: нелинейные уравнения заменяют приближенными линейными.

Непрерывно дифференцируемую нелинейную характеристику можно линеаризовать, например, по методу малых отклонений. Для этого функцию разлагают в ряд Тейлора в окрестности точки, соответствующей нормальному (заданному) режиму работы системы ,в данном случае это точка А с координатами L⁰ и Fр⁰ (рис.I-3).

Чувствительность информационных каналов ОР

Чем выше чувствительность информационного канала, тем сильнее входная величина зависит от входной.

Задачи, решаемые с использованием статических и динамических характеристик

З адачи, решаемые с использованием статических характеристик:

1) Выбор средства измерения (тип и пределы измерения),

2) Выбор и расчет исполнительного устройства,

3) Определение чувствительности информационных каналов

4) Выбор канала управления (при наличии нескольких вариантов, выбирают канал с максимальной чувствительностью).

Задачи, решаемые с использованием динамических характеристик:

1) Оценка устойчивости объекта,

2) Выбор канала управления с учетом динамических свойств объекта,

3) Выбор структуры системы управления (одноконтурная, многоконтурная),

4) Выбор типа автоматического регулятора (АР),

5) Определение параметров настройки АР.