Динамические характеристики тепловых объектов регулирования

Промышленные регулируемые объекты представляют собой сложные системы с распределёнными по объёму и длине объектов параметрами, многочисленными регулируемыми величинами и многими возмущающими воздействиями.

Эти объекты, как правило, инерционны и в динамическом отношении представляют собой фильтры с полосой пропускания низких частот от f=0 до десятых долей Герца. По динамическим свойствам большинство из них можно разделить на 2 характерные группы:

1) объекты, являющиеся нейтральными

2) объекты, являющиеся устойчивыми динамическими системами

Примеры для случая скачкообразного возмущения:

Кривые разгона объектов первой группы имеют различный характер. У одних объектов регулируемая величина начинает изменяться в тот же момент времени, в какой осуществлено включение. Например:

График

У других объектов изменение идёт с нарастающей скоростью, стремящейся к какому-то постоянному значению.

Кроме того, у обоих объектов изменение выходной величины может начинаться через некоторое время запаздывания :

Объекты первой группы характеризуются различной скоростью изменения выходной величины, которую называют скоростью разгона и обозначают . Она численно равна отношению скорости изменения выходной величины в наиболее крутой ее части к величине возмущающего воздействия.

Общей особенностью объектов второй группы является стремление их к установившемуся состоянию после возмущения. Свойство объекта восстанавливать нарушенное за счёт возмущения равновесие называется самовыравниванием. Чем меньшим коэффициентом усиления обладает объект, тем больше его самовыравнивание.

- коэффициент самовыравнивания

При описании динамических свойств тепловых объектов с помощью упрощённых математических моделей наибольшее распространение получили следующие соединения простых звеньев:

А) инерционного звена первого порядка, последовательно соединенного с запаздывающим звеном. Передаточная функция такого соединения будет равна

Кривая разгона

Б) интегрирующего звена, последовательно соединенного со звеном запаздывания. Для него передаточная функция:

Кривая разгона

При замене сложных объектов соединениями простых звеньев их динамические свойства могут быть описаны небольшим числом параметров.

Пример:

Имеем экспериментальную кривую переходного процесса по давлению пара при возмущении газообразным топливом Вт барабанного парогенератора.

График

Величина возмущения на этом графике

В точке перегиба кривой проводим касательную до пересечения её с установившимся значением регулируемой величины и отрицательной полуосью координат. Через точку проводим прямую. Определяем длины отрезков . Линии - касательная к экспоненте, сдвинутая вправо на отрезок от начала координат. Это означает, что исследуемый объект может быть представлен в виде последовательного соединения двух звеньев: запаздывающего звена с временем запаздывания и передаточной функцией … и инерционным звеном первого порядка с коэффициентом усиления К, постоянной времени Т и передаточной функцией, равной .

Динамические свойства объекта характеризуют 3 величины:

1)

2)

3)

Построение математической модели для объекта, не обладающего свойством самовыравнивания.

Кривая разгона

Динамика объекта характеризуется двумя величинами:

1) , определяемое из графика

2) коэффициентом пропорциональности интегрирующего звена

Дата добавления: 2015-04-29