Нахождение параметров технологических объектов по полученной характеристике

Аннотация. Автоматические системы управления и автоматизация производственных процессов прочно входят во все сферы деятельности человека в современном мире. Именно посредством этих явлений достигается высокая эффективность и рациональность использования ресурсов при выполнении процессов на производственных предприятиях. Нахождение параметров технологических объектов является неотъемлемой частью всех процессов, связанных с теорией автоматического управления и автоматизации производственных процессов. Именно анализу вопроса, связанного с нахождением параметров технологических объектов по полученной характеристике, посвящена данная статья.

Ключевые слова: Технологические объекты, анализ, полученная характеристика, автоматическое управление, автоматизация, процессы.

С целью определения параметров объекта по полученной характеристике зачастую используют на практике методику, основанную на снятии переходной характеристики. Во время определения изменчивых свойств объекта по его полученной характеристике на входе подается прямоугольный импульс или же ступенчатый пробный сигналю В первом случае переходная характеристика обязана быть выстроена до соответствующей кривой разгона.

Процесс получения параметров объекта по полученной характеристике, исходя из данных о переходном процессе, имеет названия – идентификация объекта.

При снятии параметров объекта необходимо выполнить ряд условий, представленных в таблице1:

Таблица1.

Условия снятия переходной характеристики

С целью проведения анализа и расчета требуется иметь математическое описание или же математическую модель объекта управления. Получения математического описания объекта управления по его входным и выходным сигналом именуется идентификацией.

В теории, управление над объектом возможно получить посредством физических законов, которыми определена его работы. В подобающем большинстве случаев точное описание объекта управления является затрудненным из-за высокой сложности протекания в нем физических процессов. Именно поэтому на практике математическое описание зачастую получается посредством экспериментальных методов.

Изученные методы предоставляют возможность к более быстрому и удобному получению результата. Математические модели, которые были получены посредством этих методов, являются значительно проще так как с ними более удобно работать и проводить необходимые исследования при дальнейших этапах разработки систем автоматизации.

Наряду с этим подобные модели имеют и ряд недостатков:

- во-первых, в них практически не отражены физические, химические и другие закономерности процессов;

- во-вторых, в данных методах являются строго ограниченными допустимые диапазоны изменений входных воздействий.

Данные модели являются применимыми исключительно для тех областей изменений переменных, в которых они изначально образовались. Но при этом многие классы автоматизированных систем создаются именно с целью поддержания условий по функционированию технических процессов на предприятиях в заданных рабочих областях изменений переменных.

Также во многих случаях разработки математических моделей положительный результат имеется при сочетании экспериментального и аналитического метода построения модели, то есть при использовании комбинированных методов.

Параллельно с этим, посредством аналитических методов разрабатывается качественное описание модели объекта, а с помощью экспериментальных получаются параметры этих моделей.

Экспериментальные исследования можно проводить па реальных технологических установках активным способом (создавая необходимые для опыта воздействия па объект) или пассивно (фиксируя изменения входных и выходных величин во времени непосредственно в процессе эксплуатации).

Пассивный эксперимент применяют в тех случаях, когда входные воздействия не поддаются целенаправленному изменению или когда технологический процесс не позволяет их изменить. Этот эксперимент, как правило, дает маловыразительные данные изменений как входных, так и выходных переменных, что, в свою очередь, очень затрудняет обработку материала и определение необходимых зависимостей. При проведении пассивного эксперимента особое внимание уделяют обеспечению синхронности фиксации показаний приборов в установившихся и переходных режимах, а также точности проводимых измерений.

При экспериментальном исследовании характеристик объектов управления па реальных технологических установках стремятся по возможности пользоваться методом активного эксперимента, сущность которого заключается в приложении ко входу предпочитаемой формы сигнала (например, единичное ступенчатое воздействие, гармоническое или импульс). Получаемые при этом результаты легче обрабатываются и итоговые данные имеют высокую достоверность.