Свойства объектов регулирования

Свойства объектов регулирования (емкость)
Емкость характеризует способность объекта аккумулировать вещество или энергию.
Емкость Q, как параметр, характеризующий это свойство, – это количество вещества (или энергии), которое нужно подвести к объекту для достижения выходной величиной (регулируемым параметром) заданного значения y˳
Единицами измерения емкости Q могут быть:
Дж, кДж, МДж; кг, т; м³, л.

Свойства объектов регулирования (емкость)
H(τ) → H0 Q – кг, л;
2) t(τ) → t0 Q – кДж;
Для одного и того же объекта емкость может определяться по-разному в зависимости от поставленной задачи регулирования. Например, для задачи регулирования уровня в водонагревателе емкость Q будет выражать объем или массу воды (в м³ или л), содержащейся в нем при заданном уровне Н˳, а для регулирования температуры – количество теплоты (в кДж), аккумулированное объектом при заданной температуре t˳.

Свойства объектов регулирования (емкость)
С = ∆Q / ∆y
Коэффициент емкости – параметр, характеризующий приращение емкости, необходимое для изменения регулируемого параметра на единицу.
Размерность дробная, например - кДж/°С.
Для характеристики свойств объекта в узком диапазоне изменения выходной величины Δy используют коэффициент емкости С

Свойства объектов регулирования (инерционность)
Инерционность – свойство, характеризующее скорость протекания переходных процессов в объекте регулирования.
Инерционность численно выражается параметром постоянная времени объекта - Т₀, с

Свойства объектов регулирования (инерционность)
Постоянная времени объекта - это условное время, в течение которого после нанесения единичного ступенчатого воздействия на объект выходная величина изменится от своего исходного значения yнач до нового установившегося значения yкон при условии, что изменение происходит с постоянной максимальной скоростью.

Свойства объектов регулирования (инерционность)
Например, после увеличения мощности, подводимой к водонагревателю, на величину ΔN = 1% в нем на некоторую величину возрастет температура. Процесс изменения будет неравномерным во времени, при этом максимальная скорость изменения характеризуется касательной к графику и определяет величину Т₀.

Свойства объектов регулирования (самовыравнивание)
Самовыравнивание – свойство, характеризующее способность объекта регулирования самостоятельно восстанавливать баланс между притоком и стоком вещества или энергии после того, как баланс был нарушен каким-либо возмущающим воздействием.

Свойства объектов регулирования (самовыравнивание)
Самовыравнивание проявляется в том, что после нанесения ступенчатого воздействия на объект (нарушение баланса) выходная величина начнет изменяться и через некоторое время стабилизируется на новом установившемся значении (баланс восстановится).

Свойства объектов регулирования (самовыравнивание)
В зависимости от проявления этого свойства объекты подразделяются на три вида:
1 – объекты с положительным самовыравниванием, устойчивые, статические;
2 - объекты с нулевым самовыравниванием, нейтральные, астатические;
3 - объекты с отрицательным самовыравниванием, неустойчивые.

Свойства объектов регулирования (самовыравнивание)
После нанесения ступенчатого воздействия в астатических объектах наблюдается изменение выходной величины с постоянной скоростью (линия 2);
в неустойчивых объектах изменение будет происходить со все возрастающей скоростью (линия 3).
Самовыравнивание облегчает процесс управления.

Свойства объектов регулирования (запаздывание)
Запаздывание – это свойство, проявляющееся в отставании во времени реакции объекта регулирования на какое-либо воздействие. (Под реакцией понимается начало изменения выходной величины)
Параметр, характеризующий это свойство называется время запаздывания - τ₃, с

Свойства объектов регулирования (запаздывание)
По своей природе запаздывание подразделяется на:
- транспортное (передаточное)
- емкостное (переходное)

Свойства объектов регулирования (запаздывание)
Транспортное запаздывание связано с наличием в объекте транспортирующих устройств: транспортеров, конвейеров, трубопроводов, шнеков …