Таблица 10.1.- Результаты эксперимента

Приращение прихода воды, л/мин	Время, мин.	Уровень, H, мм	Относительное изменение уровня,D Хвых

5. Обработка результатов опыта

1. По результатам эксперимента построить кривую разгона

В координатах D Хвых - t и произвести ее обработку в соответствии с методикой, описанной в разделе 2.

2. Определить статические и динамические характеристики гидравлического объекта (к, t, tз, r, с,, t, Т, Тп)

3. Дать характеристику гидравлической емкости как объекта регулирования.

6. Контрольные вопросы

1. Что называется коэффициентом емкости объекта, как он определяется экспериментально?

2.Что характеризует коэффициент самовыравнивания и как он определяется?

3. Как экспериментально определить постоянную времени объекта, время переходного процесса и время самовыравнивания?

РАБОТА № 11

Экспериментальное определение характеристик

теплового объекта

1.Цель работы

Ознакомление с методикой экспериментального определения статических и динамических характеристик теплового объекта.

2.Общие сведения

Эффективность автоматического регулирования зависит от свойств объекта, правильного выбора автоматического регулятора и его настройки.

Свойства объекта определяются статическими и динамическими характеристиками, получаемыми путем обработки кривой разгона. Кривой разгона называется кривая изменения во времени регулируемого параметра, полученная в результате нанесения ступенчатого возмущения на какой-либо входной параметр процесса (подвод тепла, секундный расход, концентрация компонента во входном потоке и т.д.).

Если после нанесения возмущения регулируемый параметр через некоторое время приходит в новое установившееся значение без помощи регулятора, то объект называется статическим, или обладающим самовыравниванием, в противном случае – астатическим (без самовыравнивания).

Для автоматического регулирования технологических параметров в статических объектах могут быть использованы как статические, так и астатические регуляторы (в астатических объектах - только статические регуляторы).

Методика обработки кривой разгона для получения статических и динамических характеристик следующая (рис.2.1).

На кривой разгона проводят касательную в точке перегиба (С) до пересечения с прежним и новым установившимся состояниями Хвых1 и Хвых2,получая точки пересечения В и Д. Отрезок времени, определяемый положениями точек В и Д называется постоянной времени объекта.

Следовательно, постоянная времени объекта (Т) - это время, в течение которого технологический параметр после нанесения возмущения перешел бы из одного установившегося состояния (Хвых1) в другое (Хвых2) при максимальной скорости перехода.

Рис.2.1 Кривая разгона многоемкостного обьекта регулирования

Время запаздывания (t_з) находится суммированием состав-ляющих: транспортного(t_ч) и емкостного(t_е) запаздываний.

Транспортное (чистое) запаздывание определяется отрезком времени от начала момента нанесения возмущения до начала изменения технологического параметра (Хвых).

Емкостное запаздывание определяется отрезком времени от начала изменения технологического параметра (точка А) до точки пересечения В.

Коэффициент емкости объекта (С) определяется по величине начального возмущения DХвх = Хвх.к – Хвх.н, изменению технологического параметра DХвых = Хвых2 - Хвых1

и значению Т:

Т * DХвх

С = -------------.

DХвых

Коэффициент (степень) самовыравнивания r определяется по формуле

r = m/j

Хвх.к – Хвх.н

где - m = -------------- -

Хвх.к

возмущающее воздействие в безразмерном виде

Хвых.к – Хвых.н

j = ---------------- -

Хвых.к

отклонение параметра в безразмерном виде

Или при подстановке размерных величин

DХвх * Хвых.к

r = ----------------.

DХвых * Хвх.к

Величина, обратная коэффициенту самовыравнивания 1/r = К, называемая коэффициентом усиления, показывает, как изменяется значение параметра при изменении входной величины. Чем больше r,тем меньше К и, следовательно, тем менее чувствителен объект к возмущающему воздействию.

Чувствительность объекта e определяется временем полуперехода объекта(изменения Хвых на 50%) и коэффициентом самовыравнивания:

e = ln(2)/(r*tв) = 0.69.(r * tв), 1/C

Время переходного процесса (Тп) определяется отрезком времени от начала нанесения возмущения до момента выхода Хвых в новое установившееся состояние.

3.Описание лабораторной установки.

Экспериментальное определение статической и динамических характеристик выполняется на установке, показанной на рис,11.2.

Объектом является электрический сушильный шкаф (1) с нихромовыми спиралями, питаемыми электрическим током, величина которого регулируется движком автотрансфор-матора(2).

Напряжение на зажимах шкафа и величина тока контролируется комбинированным прибором (3). Температура в шкафу измеряется термометром сопротивления(4) в комплекте с электронным мостом ЭМП-02 (5).

На вход объекта подают возмущение скачкообразным изменением напряжения на зажимах электронагревателя на 50 В или на 100 В быстрым поворотом движка автотрансформатора, контролируя напряжение по прибору (3).Одновременно включают секундомер. Наблюдают за изменением во времени температуры в сушильном шкафу, регистрируя показания ежеминутно.

Рис.11.2. Схема лабораторной установки