ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные типы регуляторов и их выбор из "Методы кибернетики в химии и химической технологии" Обратная связь. Важнейшим понятием кибернетики как основы автоматизма в природе и технике является понятие обратной связи. Она проявляется в отраженном влиянии на процесс его собственного действия. [c.29] В замкнутых системах обратное воздействие может проявляться -в двух направлениях. Если обратное воздействие усиливает процесс, говорят опологкительной обратной связи (например, цепные реакции). Если же обратное воздействие замедляет процесс, говорят об отрицательной обратной связи (например, горение угля в замкнутом пространстве). [c.29] В технике обратную связь применяют для управления процессом, при этом сигнал с выхода системы используется для воздействия на вход. Примером может служить ранее рассмотренная замкнутая система с отрицательной обратной связью (см. рис. 1-2). Регулятор непрерывно следит за выходным параметром регулируемого процесса и сравнивает его с заданным значением. По разнице, обнару-жива емой при этом сравнении, прибор корректирует положение клапана (исполнительного механизма), возвращающего значение выходной характеристики на заданный уровень. [c.29] Системы с обратными связями могут быть без запаздывания и с запаздыванием (инерционные системы). В последних системах свойства, накапливаемые в них, могут проявляться не сразу, а по истечении некоторого времени. Например, выделение тепла при реакции может с запаздыванием отразиться на составе конечного продукта. Для химических систем (объектов или звеньев) характерна большая инерционность — постепенность изменения выходной веллчины при мгновенном изменений входной. Компенсация запаздывания и работа с предвидением составляют основную задачу теории и практики автоматического управления химическими процессами. [c.29] Управляемость того или иного объекта, возможность регулирования происходящего в объекте процесса устанавливают на основе анализа сигнала, проходящего через объект, или анализа выходных кривых сигналов. В теории управления выходные кривые, получаемые при нанесении ступенчатого возмущения, носят название также кривых переходного процесса, или кривых разгона, имея в виду, что процесс из состояния возмущения переходит к новому установившемуся состоянию. [c.30] По кривым переходного процесса получают следующие характеристики управляемости процесса время запаздывания, постоянную времени и коэффициент передачи (рис. 1-8). [c.30] Время запаздывания. Проведем в точке максимальной скорости изменения выходной величины (точка А, рис. 1-8) касательную ВС к кривой разгона и продолжим ее до пересечения с линией начального установившегося значения выходной величины (точка В). Тогда отрезок времени от момента внесения возмущенпя до точки пересечения касательной с осью (отрезок ОВ) определит общее (суммарное) время запаздывания объекта т. Величина т складывается из чистого (транспортного) и емкостного (переходного) запаздываний. Для решения практических задач обычно пользуются суммарным временем запаздывания объекта т. [c.30] Постоянная времени. Отрезок времени от момента пересечения касательной с линией начального установившегося значения до момента пересечения ее с линией нового установившегося значения (отрезок B i, рис. 1-8) называется костояккой времени объекта Т. Постоянная времени — это условное время изменения выходной величины от начального значения до нового установившегося, если бы это изменение происходило с постоянной и максимальной скоростью для данного переходного процесса. [c.30] Таким образом, постоянная времени объекта характеризует способность объекта накапливатБ или рассеивать вещёство или энергию. Чем больше постоянная времени объекта, тем больше его инерционность, тем он медленнее реагирует на регулируюш,ие воздействия. [c.31] Одноемкостные и многоемкостные объекты. В соответствии с понятием постоянной времени инерционность объекта непосредственно связана с его емкостью. Чем больше емкость объекта, тем меньше скорость изменения параметров процесса при прочих равных условиях. [c.31] Величина емкости для одного и того же объекта молгет быть постоянной и переменной. Если резервуар, наполненный жидкостью, имеет одинаковый диаметр по всей высоте, емкость аппарата постоянна в противном случае она будет переменной величиной. В тепловых объектах емкость также может иметь не постоянное значение, например, вследствие изменения теплоемкости жидкости. [c.31] К одноемкостным объектам относятся все резервуары и аппараты, в которых регулируется уровень жидкости аппараты с регулируемой температурой путем смешения двух лшдкостей (или пара и жидкости) участки трубопроводов с регулируемым расходом или давлением объекты, в которых регулируется давление пара и газа. [c.31] Примером двухемкостного объекта является теплообменник с рубашкой, состоящий из тепловой емкости рубашки и тепловой емкости обогреваемого вещества. Строго говоря, чисто двухемкостного объекта в данном случае не существует, поскольку стенка между емкостями является как бы третьей емкостью. В стенке также аккумулируется тепло, но учитывая небольшую толщину стенки и хорошую теплопроводность металла, этой емкостью можно пренебречь и отнести ее к какой-либо из основных емкостей. Если бы эта стенка имела значительную массу, способную накапливать относительно большое количество тепла, число емкостей в объекте увеличилось бы до трех. [c.31] Коэффициент передачи (усиления) объекта представляет собой отнесенное к единичному возмущению на входе изменение выходной величины объекта при переходе из начального состояния в новое установившееся . [c.31] Вместо коэффициента передачи объекта используют также понятия степень самовыравнивания . [c.32] Под степенью самовыравнивания понимают величину, обратную коэффициенту усиления объекта, т. е. отношение изменения входной величины к изменению выходной. При этом обычно рассматривают относительные значения этих величин входную — по отношению к полному ходу регулирующего органа или расходу регулирующей среды, а выходную — к максимально возможному по технологическому режиму заданному значению выходной величины. [c.32] Статические и астатические объекты. В зависимости от характера изменения выходного сигнала все, объекты делятся па статические и астатические. [c.32] Астатическими называют объекты, в которых выходной сигнал после возмущения не принимает установившегося значения. Астатические объекты носят также название объектов без самовыравнивания. [c.32] Вернуться к основной статье