Глава 6. Закони регулювання і якість САР
Кожен об'єкт регулювання можна Охарактеризуйте-вать одним або декількома кількісними і якісно-ними параметрами. Такі величини, як продуктивність, потужність, витрата, вологість продукту, швидкість і т.д. через змінюються в широких межах. Закони цих змін у часі довільні і носять випадковий ха-рактер. Однак можна виділити ряд величин, які притаманні будь-якого об'єкта автоматичного управління.
Місткість об'єкту. Рівняння динаміки об'єкта регулюються-вання в загальному вигляді можна записати (для нескінченно малого відрізка часу, коли залежність між вхідними і вихідними параметрами можна вважати лінійної):
де dy / dt - швидкість зміни регульованого параметра;
с - постійна об'єкта, звана ємністю об'єкта, що характеризує його здатність запасати енергію;
E = E1 - E2 - підводиться і відводиться до об'єкта енергія.
Якщо dE> 0. то в об'єкті накопичується енер-гія, що супроводжується збільшенням регульованого параметра у.
якщо dE <0. то запас энергии в объекте сни-жается, т. е. регулируемый параметр уменьшается.
Для багатьох об'єктів величини підводиться і витрачено-ваемой енергії в тій чи іншій мірі залежать від значення регульованого параметра.
Умова E1 = E2 відповідає стану рівноваги об'єкта. При відхиленні регульованого параметра у від заданого у0 в ту чи іншу сторону рівновагу об'єкта порушується.
Якщо об'єкт накопичує один вид енергії, то він називаються ється одноемкостним, якщо кілька - многоемкостним (наприклад, LRC контури - магнітна, теплова і електрична енергія).
Механічні об'єкти, наприклад резервуар, мають здатність накопичувати в собі рідину, газ, сипучі тіла. Поняття ємності тут пов'язано з об'ємом резервуара. Піч, термостат, сушильна шафа здатні накопичувати тепло. Поняття їх ємності пов'язано з теплоємністю і т. Д.
Час розгону - це час, протягом якого регулюються-руемой параметр у змінюється від нуля до номінального зна-чення у при максимальному обурення або управ-ванні за умови, що швидкість через трансформаційних змін dy / dt залишається протягом цього часу постійної, рис. 6.1. Час розгону Tp може бути визначено експери-ментально по перехідній характеристиці y (t). Для одноемкостного об'єкта воно може бути визначено як Tр = Tа / k, де Tа - постійна часу об'єкта; k - тангенс кута нахилу дотичної в початковій точці t = 0.
Малюнок 6.1 - До визначення часу розгону.
Чутливість об'єкта. Чутливість, або швидкість розгону, об'єкта представляє величину, про-ратну часу розгону е = 1 / Tр.
Постійна часу об'єкта є час, протягом якого регульований параметр досягає нового сталого значення при незмінних притоці і витраті речовини або енергії для даного об'єкта, позбавленого самовиравніва-ня. Значення Та можна приймати рівним
Самовирівнювання об'єкта - це властивість об'єкта після виникнення обурення приходити в стан рівноваги без зовнішнього втручання (без регулятора), причому кожному обуренню відповідає своє значення усталеного регульованого параметра. Оцінюється самовиравніваніе ступенем або коефіцієнтом самовирівнювання (іноді його називають коефіцієнтом статизму або саморегулюючий-вання).
Запізнення в об'єкті. Однією з найважливіших характе-ристик об'єкта регулювання є його за-паздиваніе. Сутність його полягає в тому, що зі збільшенням або зменшенням навантаження (витраті енергії, речовини) в об'єкті параметри змінюють своє значення не відразу, а через деякий час з моменту обурення. При цьому розрізняють (аналогічно, як і для систем авто-тичних управління) два види запізнювання: транспортне та перехідний, які визначаються властивостями об'єкта.