Динамические свойства объектов управления.

Динамические свойства характеризуют поведение объекта в переходных режимах. При экспериментальном исследовании динамических свойств используют типовые возмущающие воздействия на входе объекта. Основными свойствами объекта являются:

1.ёмкость объекта;

2.самовыравнивание;

3.запаздывание;

4.постоянная времени объекта;

5.коэффициент передачи объекта.

Емкость – это способность объекта накапливать вещество или энергию; мерой емкости является коэффициент емкости, численно равный количеству вещества или энергии, которая обеспечивает изменение регулируемого параметра на единицу измерения. Различают одно и много емкостные объекты. В одно емкостных изменение входной величины приводит к изменению выходной величины одновременно во всех точках объекта (например жидкостный резервуар ); в много емкостных объектах изменение выходной величины передается постепенна от одной емкости к др.(например теплообменник). Чем больше емкости в объекте, тем сложней его автоматизировать.

Самовыравнивание – это способность объекта выходить на установившийся режим или на новое установившееся значение самостоятельно без участия автоматического регулятора. Пример: резервуар с жидкостью.

Предположим, что в резервуаре существует баланс между притоком и оттоком жидкости (Q_пр=Q_от). в этом случае уровень жидкости будет находиться на каком-то определенном значении. В том случае, если мы резко увеличим подачу жидкости в резервуар, то ее уровень начнет возрастать, при этом будет увеличиваться и гидростатическое давление, что приведет к увеличению оттока жидкости. Постепенно восстанавливается равновесие между притоком и оттоком на коком-то новом установившемся значении уровня(1). Такой объект обладает свойством самовыравнивания. Предположим, что на выходе объекта установлен насос с постоянной производительностью. При рассмотренной ранее ситуации уровень жидкости в резервуаре будет неограниченно возрастать(2). Такой объект свойством самовыравнивания не обладает.

Запаздывание – это время в течении которого при подаче на вход возмущающего воздействия входная величина не изменяет своих значений.

На рис. приведена кривая разгона для много емкостного объекта, обладающего свойством самовыравнивания. В течение некоторого отрезка времени τ_тр не смотря на ступенчатое изменение входной величины х_вх не происходит изменения выходной это время называется временем транспортного запаздывания. В последующем эти изменения имеют место и постепенно выходная величина приходит к установившемуся значению. Для определения постоянной времени Т в точке максимального перегиба кривой проводят касательную проекция которой на ось абсцисс и дает постоянную времени Т. Отрезок времени от начала координат до точки пересечения касательной с осью абсцисс называется отрезком времени полного запаздывания. Причем τ_тр+τ_п=τ, где τп – время переходного запаздывания. Оно зависит от емкости объекта управления. Коэффициент передачи объекта К_об определяется как приращение выходной величины к вызвавшему это приращение изменению выходной величины. К_об = Δх_вых/Δх_вх.

Размерность коэффициента передачи объекта определяется размерностями выходной и входной величин.