Лекция 15. Исследование динамики тоу с помощью импульсных характеристик.

Во многих ТП недопустимо длительное присутствие на входе постоянного значительного возмущения (т.к. может быть выход брака или возникновение чрезвычайной ситуации), тогда для исследования динамики ТОУ применяют входные сигналы < 100%. Полученная временная характеристика несет ту же самую информационную нагрузку о динамике процесса. Величина выходного сигнала выбирается максимально допустимой по технологическим соображениям и минимальной для преодоления уровня помех.

В этом случае приходится действовать приращениями.

Реального скачка на реальных установках получить нельзя, поэтому на практике импульсное воздействия занимают определённое время, а это искажает переходные характеристики. В этом случае динамические свойства ОУ определяют с допущением, что t_им < τ_об и заменяют реальный входной сигнал скачкообразным.

Объекты без самовыравнивания характеризуются запаздыванием, скоростью разгона, временем разгона. При экспериментальном исследовании часто определяют временные характеристики при входном сигнале <100% . Эта характеристика - разгонная. Она обладает той же инерционностью что и переходная. Использование кривой разгона обусловлено технологическими требованиями. Для определения количественных характеристик динамики используют приращения входа и выхода:

При подаче сигнала меньше 100% свойства объекта не меняются. Касательные сходятся в одной точке. Разница может возникать только из-за неточной работы датчика.

Если по техническим условиям недопустимо длительное существование отклонения выходной координаты от состояния равновесия, то для оценки динамики ТОУ приходится использовать импульсные входные сигналы, снимать импульсные характеристики.

Теоретически надо подать импульс бесконечно большой амплитуды и единичной площади. Технически реализовать это не возможно. На практике импульс имеет конечную амплитуду и некоторую длительность.

Общий вид импульсных характеристик для статического и астатического объектов приведен на следующем рисунке.

,

В том случае, если ТП сопровождается возмущениями, необходимо обеспечить существенные воздействия на входную координату, чтобы избежать информационного шума. Это приводит к тому, что импульсы должны иметь значительную длительность, что искажает динамическую характеристику.

Если t_и<τ_об, то точность измерения динамических свойств считается достаточной для практики. Реальная импульсная характеристика обрабатывается аналогично:

Относительная погрешность определения запаздывания здесь не превышает 10%. При экспериментальных условиях возможны ситуации, когда импульсная временная характеристика не возвращается к старому состоянию равновесия.

Это возможно тогда, когда во время опыта имело место какое-либо возмущение. Если отклонение больше 20% , то опыт - недостоверный  и его надо повторить. Если же отклонение менее 20%, то максимальное значение выходной величины определяется с поправкой на половину величины отклонения; дальнейшая обработка аналогична предыдущим.

Используя импульсную временную характеристику можно построить кривую разгона. Воспользуемся принципом суперпозиции и представим импульсный вход как сумму 2-х скачкообразных.

Тогда реакция объекта на импульсный вход представляется как сумма двух  реакций:

Методика построения кривой разгона по импульсной характеристике:

Разбивают ось времени на участки t=t_и. Методом последовательного приближения определяют y₁(t), y₂(t), y₃(t).

…

Полученная характеристика обладает теми же параметрами, что и классическая разгонная характеристика.