9. Свойства объектов регулирования: ёмкость, самовыравнивание, запаздывание и их количественная оценка.
Самовыравнивание объекта характеризует его устойчивость. Самовыравниванием называют свойство устойчивого объекта самостоятельно устанавливаться в равновесное состояние после изменения своей входной величины.
В объектах с самовыравниванием ступенчатое изменение входной величины приводит к изменению выходной величины со скоростью, постепенно уменьшающейся до нуля, что связано с наличием внутренней отрицательной обратной связи. Количественно эта характеристика определяется степенью самовыравнивания ρ, под которой понимают отношение изменения входной величины объекта (Х, Z) к изменению выходной величины по достижении объектом равновесного состояния y∞
Чем больше степень самовыравнивания, тем меньше отклонение выходной величины от первоначального положения.
Емкость объекта является свойством, присущим всем динамическим объектам. Она характеризует их инерционность — степень влияния входной величины на скорость изменения выходной. Даже ступенчатое изменение входной величины объекта приводит к изменению выходной величины с конечной скоростью. Под емкостью понимают такое изменение входной величины, которое приводит к изменению его выходной величины на единицу за единичный отрезок времени
Чем больше емкость, тем меньше скорость изменения выходной величины объекта, и наоборот.
Запаздывание объекта выражается в том, что его выходная величина начинает изменяться не сразу после нанесения возмущения, а только через некоторый промежуток времени т, называемый временем запаздывания. Все реальные объекты обладают запаздыванием, так как изменение потоков вещества или тепла распространяется в объектах с конечной скоростью и требуется время для прохождения сигнала от места нанесения возмущения до места, где фиксируется изменение выходной величины. Обозначив это расстояние через l, a скорость прохождения сигнала через s, выразим время запаздывания следующим образом:
Влияние свойств объекта на вид его переходного процесса будем изучать на примерах одномерных объектов с сосредоточенными параметрами.
В зависимости от вида дифференциального уравнения динамики реального объекта химической технологии целесообразно различать объекты первого, второго и высокого порядков.
По способности восстанавливать равновесное состояние при конечном изменении входных величин можно подразделять объекты на нейтральные, устойчивые и неустойчивые (рис. II-4)