Переменными параметрами. Классификация объектов регулирования.

Как правило, в качестве входного сигнала принимается ступенчатое возмущение заданного значения или нагрузки. Ступенчатое возмущение в качестве входного сигнала применяется потому, что для него легче получить аналитическое выражение кривой переходного процесса, чем для какого-либо иного возмущения. Реакция системы на ступенчатое возмущение показывает, какая максимальная ошибка имеет место при данном произвольном изменении нагрузки. Ступенчатое является, кроме того, одним из наиболее тяжелых видов возмущений. Если сравнивать несколько систем регулирования или работу системы регулирования с разными значениями параметров настройки на одном и том же объекте, то система или регулятор, которые наилучшим образом реагируют на ступенчатое изменение нагрузки, будут, как правило, наилучшим образом реагировать и на случайное изменение этого параметра (в тоже время встречаются в реальном производстве системы регулирования постоянно подверженные определенным возмущений, например коротко импульсным, волновым, для которых лучше использовать другие тестовые сигналы). Существуют специальные системы управления, анализирующие параметры возмущений и затем перестраивающие настройки регулятора. Что касается устойчивости, то не имеет значения, какая переменная изменяется и какая форма возмущения, так как замкнутая система, неустойчивая по отношению к какому-либо одному входному сигналу, будет неустойчивой по отношению к изменению любой переменной. Но это утверждение справедливо, если система достаточно линейна в исследуемом диапазоне.

Если требуется очень высокое качество работы системы, то следует определить реакцию системы на возмущающее воздействие с постоянной скоростью, на импульсное и синусоидальное воздействие или на возмущения иной формы. При работе системы в режиме слежения возможные типы изменения входных сигналов обычно известны, при работе же в режиме стабилизации характер флуктуаций нагрузки при проектировании систем регулирования трудно даже оценить. При отсутствии подобной информации оценка возможного поведения системы обычно базируется на реакции системы на ступенчатое возмущение, а в некоторых случаях и на гармоническое возмущение.

Объект управления это динамическая система, параметры которой меняются под воздействием управляющих и возмущающих воздействий. Система является объектом управления (регулирования), когда имеет параметры, которые можно целенаправленно менять для достижения какого-то результата.

Объекты управления характеризуются различными признаками. Некоторые из них присущи в той или иной степени всем объектам, а некоторые характеристики индивидуальны и используются в качестве классификационных признаков

1. одномерные объекты (имеют один входной и выходной параметр);

2. многомерные объекты (имеют несколько контролируемых параметров);

3. Объекты сосредоточенными параметрами -- это объекты имеющие одинаковы значения в данный момент по всему объекту (объекты в плоскости)

4. Объекты с рассредоточенными параметрами

Еще одна классификация ‑ уравнение описания объекта, объекты могут быть:

• одноемкостные;

• многоемкостные;

Общими для всех объектов является следующие признаки

• запаздывание;

• емкость;

• самовыравнивание;

Объекты бывают

• устойчивые

• неустойчивые

- нейтральные

2-1 Располагаемая работа и способы ее сохранения. Располагаемая работа обратимых процессов.

Энергию можно использовать в двух видах: в виде тепла и ра­боты, работа является высшей формой энергии, поскольку ее можно полностью превратить в тепло, тогда как обратное невозможно. Только часть тепловой энергии, содержащейся в жидкости n, можно превратить в работу в замкнутом круговом процессе, что зависит от следующих факторов:

а) начального и конечного состояния жидкости;

б) термодинамического КПД процесса.

Из заданной массы очень горячей жидкости (например, водяного пара) можно извлечь больше работы, чем из более холодной жид­кости, даже если масса последней такова, что в ней содержится достаточное количество энергии по отношению к энергии окружаю­щей среды. Горючий газ можно использовать для приведения в дей­ствие турбины или для обогрева помещения; в то же время воздух при 50°С может обогревать помещение, но его температура недостаточ­на для работы турбины. Следовательно, не нужно использовать горю­чий газ для обогрева помещений, а нужно сохранять его для таких про­цессов, в которых можно наилучшим образом использовать его располагаемую работу. Можно обогревать помещения, используя жидкости, располагаемая работа которых невелика, на­пример нагретой солнцем водой или отработавшим паром турбины. Поэтому жидкости с высокой температурой или топлива, продукты сгорания которых имеют высокую температуру, имеют большую ценность по сравнению с той, которая определяется только их эн­тальпией. Хорошей мерой их ценности является заключенная в них располагаемая работа, с помощью которой их можно сравнить с электрической или механической энергией, способной непосредствен­но превращаться в работу.