Технологични обекти от втори ред със закъснение, статия в списание "Млад учен"
Заглавие: Технически науки
Библиографско описание:
В техническите процеси често има така нареченото транспортно забавяне. Този тип закъснение се появява например, когато вещество или енергия се движат с крайна скорост в системата, без да променят структурата и свойствата си.
Пример за обект със закъснение от този тип е студено валцована мелница, където габаритът за измерване на дебелината на валцувания метал по своя дизайн не може да бъде разположен точно под ролките, а само на известно разстояние от тях. В резултат на това измерената стойност, в конкретен случай - дебелината на валцуваните продукти, има забавяне, така наречения транспорт, или "мрежа", по отношение на регулиращия ефект - степента на валцуване на валцуваните продукти.
Друг пример за обекти с транспортно закъснение е производството на хартия или стъкло. На много етапи от тези производствени процеси възникват закъснения и техните стойности са много по-високи от константите на времето на обекта, като по този начин се създават определени проблеми с оптимален контрол в тези технологични процеси.
Също така, значителни транспортни закъснения са налице при регулирането на горивния процес, където стойността на изходната стойност, характеризираща технологичния процес, нивото на съдържание на кислород в продуктите от горенето - директно в димните газове има закъснение от около една минута. Основната част от забавянето в този случай пада върху сензора и се дължи на времето на преминаване на газове през газовия анализатор.
Транспортното изоставане, което не може да бъде пренебрегнато, присъства в контрола на нивото на течността, топкови мелници, както и в обекти, в които има изоставане в резервоари и тръбопроводи.
Резултатът от наличието на транспортно изоставане, или по друг начин наречено "чисто", в технологичния процес е неизменността на сигнала за определен период от време на изхода на обекта, след промяната на входния сигнал.
Въпреки това, в допълнение към гореспоменатия тип забавяне, може да има и друг тип забавяне в реални технологични обекти. Например, ако даден обект се характеризира с няколко подобни източника на време или е обект с разпределени параметри, математическото представяне е уравнение с частични диференциали, тогава след прилагането на управляващия сигнал изходният сигнал остава непроменен за известно време. В този случай се счита, че обектът има капацитивен или ефективен тип забавяне.
Феноменът на забавяне присъства в процеси и обекти от различно естество. Те могат да се наблюдават както в технологиите, така и в биологията, икономиката и имат доста голямо влияние върху качеството на регулаторния процес, както и стабилността на системата.
Доста изразен ефект на забавяне засяга динамиката на оптималните релейни системи, например системи за управление, които са оптимални по отношение на скоростта.
Заедно с горното, характеристика на голям брой технологични обекти е тяхната многопропускливост (наличието на каскади или вериги). Това води до увеличаване на реда на диференциалното уравнение на този обект, тоест появяват се много малки времеви константи на обекта. В този случай, за да се опрости динамичният модел на този обект, е необходимо да се въведе допълнителна връзка за забавяне, чиято стойност трябва да бъде приблизително равна на сумата от времевите константи на технологичния обект. Този тип забавяне се нарича динамично.
Освен това при определени обекти, които са обхванати от цикъл за обратна връзка, в този цикъл се появява допълнително забавяне.
Наличието на закъснение в системата сериозно влошава динамиката на системата със затворен цикъл. Като правило, при съотношение/T> 0,5, типичните закони за управление не позволяват да се постигне висока точност и скорост в процеса на управление. Основната причина за това е рязко намаляване на критичното усилване, с увеличаване на закъснението в контролния обект.