Переходные процессы в системах автоматического регулирования

Страница 1

Процесс перехода системы или объекта регулирования из одного равновесного состояния в другое называется переходным процессом. Переходный процесс описывается функцией, которая может быть получена в результате решения динамического уравнения. Характер и продолжительность переходного процесса определяются структурой системы, динамическими характеристиками ее звеньев, видом возмущающего воздействия.

Внешние возмущения могут быть различными, но при анализе системы или ее элементов ограничиваются типовыми формами воздействий: единичным ступенчатым (скачкообразным) изменением во времени входной величины или ее периодическим изменением по гармоническому закону.

Динамические характеристики звена или системы определяют их реакцию на такие типовые формы воздействий. К ним относятся переходная, амплитудно-частотная, фазо-частотная, амплитудно-фазовая характеристики. Они характеризуют динамические свойства звена или автоматизированной системы в целом.

Переходная характеристика представляет собой реакцию звена или системы на единичное ступенчатое воздействие. Частотные характеристики отражают реакцию звена или системы на гармонические колебания входной величины. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) - это зависимость отношения амплитуд выходного и входного сигналов от частоты колебаний. Зависимость сдвига по фазе колебаний выходного и входного сигналов от частоты называется фазо-частотной характеристик (ФЧХ). Объединив обе упомянутые характеристики на одном графике, получим комплексную частотную характеристику, которую называют еще амплитудно-фазовой характеристикой (АФХ).

Динамическое уравнение отапливаемого помещения

Динамическое уравнение отражает зависимость температуры внутреннего воздуха от регулирующих и управляющих воздействий, а также от времени.

Рассматривая помещение как объект с сосредоточенными параметрами и считая температуру внутреннего воздуха неизменной по его объему, получим уравнение теплового баланса воздуха в помещении в виде:

(2.1)

где р - плотность воздуха в помещении; ср - удельная изобарная теплоемкость воздуха; U - температура внутреннего воздуха; V - объем помещения; г - время; Qc - тепловой поток, передаваемый в помещение системой отопления; Q„om - тепловой поток, обусловленный теплопо-терями через ограждающие конструкции.

Тепловой поток Qc для приборных систем отопления определяется соотношением

(2.2)

а для систем воздушного отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

(2.3)

Здесь коэффициент теплопередачи и площадь нагрева отопительных приборов соответственно; to- средняя температура теплоносителя; G - массовый расход воздуха в системе воздушного отопления, вентиляции или кондиционирования; tnp - температура приточного воздуха.

Тепловой поток Опот выражается зависимостью

(2.4)

где к, F - коэффициент теплопередачи и площадь ограждающих конструкций соответственно; U - температура наружного воздуха.

Регулирование температуры внутреннего воздуха и при использовании приборных систем отопления может осуществляться путем изменения температуры теплоносителя и или его расхода, от которого зависит коэффициент теплопередачи кп. В системах воздушного отопления регулирование осуществляется изменением температуры приточного воздуха tnp или его расхода G.

В зависимости от системы отопления и способа регулирования меняется и вид динамического уравнения. Так для системы воздушно-

го отопления при регулировании температуры te изменением расхода приточного воздуха или его температуры t„P динамическое уравнения отапливаемого помещения принимает вид

(2.5)

Для систем приборного отопления при регулировании температуры te изменением температуры теплоносителя и динамическое уравнение отапливаемого помещения имеет вид

(2.6)

Более сложный вид имеет динамическое уравнение при использовании систем приборного отопления с регулированием температуры и за счет изменения расхода теплоносителя. Для его получения необходимо знать связь между этим расходом и коэффициентом теплопередачи к„. Влияние расхода теплоносителя на коэффициент теплопередачи зависит от вида теплоносителя (вода или пар), конструкции и материала отопительных приборов, толщины их стенок, интенсивности теплоотдачи к окружающему воздуху.

Сверхбыстротвердеющий высокопрочный портландцемент (СБТЦ)
Отличается от быстротвердеющего значительно более высокой ранней прочностью. Так, например, через 6 часов после затворения водой фиксируется прочность в 10 МПа, что в 2 раза больше получаемой прочности при твердении теста на основе (СБТЦ). При использовании СБТЦ можно 1 ― 4 часа можно получить прочнос ...

Теплотехнический расчет и выбор конструкции оконного проема
Заполнение световых проемов выбирается из условий одновременного выполнения требований по допустимому сопротивлению теплопередаче и воздухопроницанию. 1) Выполнение требований по допустимому сопротивлению теплопередаче: RoФ ³ R0тр Требуемое сопротивление теплопередаче заполнения световых проемов прин ...

Оценка влияния грунтовых вод на выбор типа и конструкции фундамента
Грунтовые воды протекают в толще второго слоя, который представлен суглинок мягкопластичный. Уровень грунтовых вод проходит на отметке WL = 54,3м. Расстояние от поверхности до воды dw = 58,5 – 54,3 = 4,2 м. Подземная часть здания не доходит до грунтовых вод более чем на 1м, поэтому их влияние на конструкции ...