Идентификация процесса

На данный момент мы узнали , что для процесса взаимоотношение между входными и выходными переменными можно выразить математически с использованием усиления процесса, постоянной времени и "мертвого" времени.

Для расчета и анализа процессов системы управления нам в первую очередь необходимо определить контролируемые, регулируемые переменные, а также переменные возмущения нагружения.

Затем для каждой контролируемой переменной нам нужно рассчитать усиление процесса, постоянную времени и "мертвое" время в связи с различными регулируемыми переменными и переменными нагрузки.

Расчет этих параметров называется идентификацией процесса.

Основные этапы идентификации процесса:

- убедиться в том, что процесс находится в стабильном состоянии и в режиме разомкнутого контура;

- выполнить малое скачкообразное изменение регулируемой переменной или переменной нагрузки и

- выполнить анализ динамической реакции контролируемой переменной.

Рассмотрим процесс в стабильном состоянии и выполним скачкообразное изменение его входящего параметра в момент t. Теперь проанализируем реакцию на выходе.

Если процесс представляет собой действительную систему первого порядка с "мертвым" временем, его выходной параметр не будет изменяться в течение времени, равного его "мертвому" времени, Lp. Затем он начинает повышаться и постепенно достигает нового значения стабильного состояния.

По кривой реакции процесса трудно четко определить "мертвое" время и постоянную времени.

Давайте выполним приближение фактической кривой реакции в виде системы первого порядка и рассчитаем эквивалентное "мертвое" время и постоянную времени.

1. Вдоль кривой начертим касательную линию, на которой реакция на выходе резко возрастает. Кривая линия пересекает горизонтальную линию от K1 в td на оси времени.

1. Можно рассчитать, что эквивалентное "мертвое" время составляет ( td - t )

1. Эквивалентная постоянная времени определяется как время, необходимое для того, чтобы его выходной параметр достиг 63,2% значения стабильного состояния со времени td.Начертим горизонтальную линию в точке 63,2% изменения выходного значения. Если данная линия пересекает реакцию на выходев момент tc, эквивалентная постоянная времени может быть оценена как равная ( tc- td)

1. Оценку усиления процесса можно выполнить как отношение изменения на выходе к изменению на входе.

Обратите внимание, что усиление процесса не имеет единицы измерения. Для расчета усиления процесса изменение на входе и изменение на выходе должны быть выражены в одних и тех же стандартных единицах измерения, а не в единицах измерения прибора. Таким образом, эти значения нормализуются в отношении диапазонов измерения соответствующих приборов.

Таким образом, любой фактический процесс можно приблизительно выразить системой первого порядка с эквивалентными "мертвым" временем, постоянной времени и усилением.