Классификация ОУ как динамической системы - Цифровая система автоматического регулирования температуры воды в баке

По числу входных управляющих воздействий и выходных переменных ОУ по каналу "GТ - Тв" является Одномерным (одноканальным), поскольку имеет один управляющий вход и один регулируемый выход.

По характеру реакции на входное воздействие ОУ следует отнести к Динамическим (инерционным) системам. Бак с подогреваемой водой является аккумулятором тепловой энергии. Изменить же скачком запасенную им тепловую энергию и соответственно температуру воды мгновенно нельзя, поскольку это потребовало бы бесконечно больших мощностей для генерирования тепла КСТ, что лишено физического смысла. Поэтому длительность реакции бака с водой, как аккумулятора тепла на изменение подачи топлива, будет зависеть от предыстории (от накопленного к моменту подачи топлива количества тепла - начального состояния), а также от предыдущих значений входа (подачи топлива).

Бак с водой, как тепловой объект, при сделанных ранее относительно него допущениях, следует отнести к классу Стационарных Динамических систем, поскольку договорились считать, что динамические свойства объекта не меняются значительно за время эксплуатации САР. Т. е. реакция объекта на воздействие внешней среды не зависит от того, в каком промежутке времени происходило это воздействие.

По способу задания области определения ОУ уверенно можно отнести к Непрерывным Динамическим системам, т. к. множество моментов времени, в котором протекает изменение состояния системы, есть упорядоченное множество вещественных точек числовой оси (время непрерывно). Температура воды в баке изменяется во времени, по значению и знаку лишь в зависимости от значений скорости теплового потока на входе в бак с водой. Признаком этого может служить отсутствие в элементах функциональной схемы системы каких-либо устройств дискретизации сигналов по уровню, или по времени.

По условиям функционирования ОУ следует отнести, строго говоря, к классу Стохастических систем, поскольку по условию индивидуального задания одно из двух возмущающих воздействий на ВК принято считать случайным (случайные колебания скорости притока воды в бак). В этом случае определить состояние ОУ в будущем можно лишь с некоторой вероятностью.

По числу степеней свободы, строго говоря, ВК следовало бы отнести к классу динамических систем с распределенными параметрами, поскольку тепловые процессы в баке с водой относятся к процессам в сплошной среде. Число степеней свободы таких ОУ бесконечно. Однако выше был высказан ряд предположений и, в том числе одно, очень важное для моделирования: тепловые потоки во всем объеме ванны хорошо перемешиваются. Это позволяет допустить близость температур во всем бесконечном множестве точек водяного слоя в баке в каждый момент времени и, как следствие, сказать, что ВК, как система, имеет конечное число степеней свободы. Тогда ОУ отнесем к числу систем с Сосредоточенными параметрами.

Похожие статьи




Классификация ОУ как динамической системы - Цифровая система автоматического регулирования температуры воды в баке

Предыдущая | Следующая