Экспериментальное определение свойств объекта.

В инженерной практике свойства промышленных объектов (химические реакторы, ректификационные колонны, абсорберы и др.) обычно выявляют экспериментальным путем. Ч этой целью объект оснащает аппаратурой для несения входных типовых возмущений и определения его ответной реакции во времени. При этом предусматривают: планирование и подготовку эксперимента, проведение эксперимента с целью нахождения временных или частотных характеристик и обработку полученных экспериментальных зависимостей.

Снятие временных характеристик поводят на реальном объекте, оснащенном аппаратурой в соответствии со схемой, приведенной на рис. 10

Рис. 10. Схема установки аппаратуры

для определения временных (частотных)

характеристик объекта

1 – панель дистанционного управления;

2 – исполнительное устройство;

3 – исследуемый объект;

4,6 – измерительные преобразователи

вых. и входной величин соответственно;

5 – вторичный регистрир. прибор

а) б) в)

г) д)

Рис. 11. Ступенчатое возмущение (а) и кривые разгона для одноемкостных (б, в) и двухемкостных (г, д) объектов регулирования:

б, г – нейтральных; в, д – устойчивых

Все измерительные преобразователи и исполнительные устройства обычно относят к объекту. Быстродействие всех элементов используемой аппаратуры в целом должно значительно превышать быстродействие объекта.

Для снятия временных характеристик объект исследования приводят в равновесное состояние, а затем с помощью панели дистанционного управления и исполнительного устройства наносят на вход объекта возмущающее воздействие известной формы (ступенчатое или импульсное). Реакция объекта на это возмущение (кривая разгона или импульсная характеристика) регистрируется в координатах: вых.вел-на-время.

Снятие кривой разгона предусматривает нанесения на объект ступенчатого возмущения путем энергичного изменения степени открытия проходного сечения регулирующего органа; при этом отмечают величину и момент нанесения возмущения. Изменение выходной величины регистрируют до тех пор, пока объект не примет нового установившегося значения (объект устойчивый) или пока скорость изменения выходной величины не станет постоянной (нейтральный объект).

Кривые разгона обычно определяют на действующим (находящимся в промышленной эксплуатации) объекте, изменяя его входную величину на несколько процентов. Использование такого сравнительно небольшого возмущения обусловлено тем, что реакция объекта не должна выходить за пределы ограничений, установленных технологическими соображениями.

Снятие импульсной характеристики предусматривает нанесение на объект импульсного возмущения последовательного в виде двух ступенчатых возмущений, равных по величине, но противоположных по направлению, с интервалом во времени Δt. Изменение выходной величины регистрируется до тех пор, пока скорость ее изменения не станет равной нулю. При этом выходная величина может принять тоже значение, что и до нанесения возмущения (устойчивый объект) или другое значение (нейтральный объект).

Импульсную переходную характеристику снимают в случае, если продолжительное ступенчатое возмущение приводит к нарушению нормального режима работы объекта, вследствие отклонения регулируемой величины от допустимых значений.

Если объект имеет несколько входных, то во время снятия временных характеристик по определенному каналу необходимо следить за постоянством остальных величин, поскольку их изменение может привести к дополнительному нежелательному изменению интересующей нас выходной технологической величины.

По экспериментально полученной переходной характеристике объекта можно определить свойства, которыми он обладает, а также оценить эти свойства.