Экспериментальное определение динамических свойств объектов

На предприятиях нефтехимии и нефтепереработки широко используются химические реакторы, экстракторы, абсорбционные, адсорбционные, ректификационные колонны и др. сложные технологические объекты, динамические и статические свойства которых определить аналитически не представляется возможным. С целью проведения эксперимента технологический объект оборудуется специальными средствами диагностики, а также специальными устройствами для нанесения типового входного воздействия известной формы и измерения времени отклика (рис. 3).

Рисунок 3 – Структурная схема установки для определения временных характеристик технологического объекта: 1 – объект управления;
2, 3 – измерительные преобразователи входной и выходной величин соответственно;
4 – регистрирующий измерительный прибор; 5 – исполнительное устройство; 6 – панель дистанционного управления.

1.2.1.1. Снятие переходной характеристики (кривой разгона)

Идентификациятехнологического объекта управления начинается с определения статической характеристики, т.е. изменения выходного сигнала в установившемся режиме работы САУ (стабилизируют режим таким образом, чтобы в момент времени, принимаемый за начало отсчета, выполнялись условия: ). Подготовка к проведению эксперимента по снятию статической характеристики состоит из следующих этапов:

· изучение конструкции и технологических режимов работы объекта,

· выбор входного (регулирующего) воздействия,

· стабилизация (если это возможно) источников помех.

Затем выявляются минимальная X_min и максимальная X_max границы изменения входной координаты объекта и устанавливается минимально допустимое по технологическому режиму значение . После окончания переходного процесса t_пп вызванного сигналомX₁, на выходе объекта устанавливается значение выходного сигнала Y₁. Далее дается приращение ΔХ по входной координате Х и формируется новое значение сигнала , который и подается на вход объекта. Спустя время t_пп, регистрируется установившееся значение выхода Y₂ и т.д. В результате проведения М опытов получается таблица соответствия между Х_i и Y_i (i =1,2,…M).

Для линейной статической характеристики (линии регрессии), описываемой уравнением вида , значения параметров а₀ и k находятся в результате решения следующей системы уравнений, полученной методом наименьших квадратов:

(1)

После расчета значений а₀ и k и определения статической характеристики, выбирается номинальный режим работы объекта Х_н и Y_н, а также рабочий диапазон изменения выходной координаты в окрестности Y_h.

Если по технологическому режиму работы известно, что выходная координата объекта изменяется в незначительных пределах (например, не более чем на ±15% от Y_н) и статическая характеристика близка к линейной, то изучение статики в малом можно совместить с экспериментом по определению динамической (переходной) характеристики [2-4].