Файл: Шински Ф. Системы автоматического регулирования химико-технологических процессов.pdf

В результате математических преобразований получим следу­ ющую матрицу:

имели наибольшие положительные значения; при отрицательных зна ­ чениях регулирование объекта неосуществимо. Если для регулиро­ вания плотности выбрать величину т2, а для регулирования вязко­

Прн любых значениях настроечных параметров регулятора система пеустойчива, что указывает на наличие положительной обратной связи в объекте регулирования. Правильно составленные контуры регулирования будут устойчивыми. Для ликвидации взаимодей­ ствия между ними коэффициент передачи регулятора необходимо удвоить.

Таким образом, числовые значения элементов матрицы указы­ вают на то, что степень взаимодействия параметров объекта влияетна величину настроечных параметров регуляторов.

В рассмотренном примере взаимодействие контуров регулирова­ ния было постоянным, так как модель процесса линейна и все эле­ менты матрицы зависят от постоянных величин.

Одностороннее взаимодействие параметров. Рассмотрим объект регулирования с двумя входными и двумя выходными переменными,, у которого одна регулируемая переменная зависит только от одного регулирующего воздействия, а другая — одновременно от двух. Это можно обеспечить, установив в системе смешения компонентов, (рис. V I I - 4 ) расходомер на потоке Y. В этом случае оба клапана, воздействуют на состав смеси на выходе, а на величину расхода,

187."

симость параметров отсутствует. Отсюда можно сделать следующие выводы. Во-первых, выбор контуров регулирования значительно легче, чем в объектах, обладающих взаимозависимыми параметрами. Во-вторых, воздействие клапана т2 на состав смеси на выходе гораздо меньше, чем на изменение нагрузки. В-третьих, настроечные параметры регулятора состава смеси устанавливаются только в за­ висимости от степени воздействия клапана тг на параметр х, так как

этот случай встречается редко. Обычно такие параметры, как расход, давление и уровень жидкости быстро реагируют на нзмепепие сте­ пени открытия клапана, а температура п состав смеси — медленно.

Объект с одновременным регулированием расхода и давления можно рассматривать как объект с быстродействующим и медлен­ нодействующим контурами регулирования, если при нормально работающем регуляторе расхода регулятор давления настроить таким образом, чтобы его выходная величина изменялась так же, как у регулятора состава. В такой системе на быстродействующий контур регулирования расхода воздействует медленнодействующий контур регулирования давления, а воздействие в обратном направле­ нии практически отсутствует.

Система смешения, приведенная на рис. V I I - 3 , также представляет собой пример объекта с быстродействующим и медленнодействующим контурами регулирования. Контур регулирования состава смесн обычно колеблется с периодом, равным нескольким минутам, а кон­ тур регулирования расхода — с периодом, равным нескольким секундам. Настройка регулятора расхода должна быть такой же как в случае, если бы оба контура регулирования совершенно не влияли друг на друга, так как регулятор состава смеси не в состоянии вызвать быстрые изменения расхода. При этом любое увеличение расхода продукта с помощью клапана тг приведет к увеличению общего расхода и тем самым — к уменьшению расхода продукта через клапан т2. Это означает, что регулятор состава смеси факти­ чески управляет двумя клапанами: одним непосредственно, а дру-

•188

гим — косвенно, через регулятор расхода. Следовательно, регуля­ тор состава смеси должен быть настроен с учетом степени воздей­ ствия обоих клапанов на объект регулирования.

Оценка динамических воздействий взаимосвязанных замкнутых контуров регулирования друг на друга возможна с помощью блоксхемы, приведенной на рис. V I I - 5 . Один контур включает в себя регулятор (вектор коэффициента передачи равен gcl) и объект (ди­ намический вектор коэффициента передачи и относительный коэффи­

свойства замкнутого контура регулирования. Он может быть полу­ чен суммированием коэффициента передачи разомкнутого контура gclgх'кц с 1 и последующей инверсией полученного выражения. Значения этого сомножителя при таких параметрах настройки

Если т 0 2 •< 0,5т0 1 , то влияние второго контура иа первый практи­ чески равно единице. Это означает, что любое изменение выходного сигнала регулятора gcl будет влиять на т1 и на т2 так, чтобы коэффи­ циент передачи gcl уменьшился на величину, соответствующую Я 1 2 .

189

Когда имеются только два контура регулирования, конечный коэффи­

кривые; одна из них соответствует случаю, когда динамическое

коэффициента передачи регулятора во втором случае на 50% приво­ дит к уменьшению чувствительности контура регулирования к возму­ щениям в области появления резонанса, но чувствительность коптура к возмущениям с большими периодами колебаний повышается.

Пример V I I - 5 . Рассмотрим процесс, в котором две пары параметров взаимо­

0,15, так как отношение периодов этих величин равно 10. Это, однако, вызовет уменьшение чувствительности регулятора к возмущениям, имеющим другие периоды колебаний.

Следует отметить, что подобные пары влияют также на другие контуры регулирования, поэтому необходимо знать, какой из регу­ лируемых параметров должен наиболее точно регулироваться.

Компенсация влияния внутренних перекрестных связей объекта

Регулирование объектов с одним регулируемым параметром обычно не представляет трудностей даже при неблагоприятных динамических характеристиках. Регулирование осуществляют пода­ чей выходного сигнала объекта через регулятор па его вход. Регу­ лирование объектов с двумя регулируемыми параметрами и двумя регулирующими величинами намного сложнее не только потому, что необходимо уметь грамотно составить схему регулирования, по

190