Устойчивость систем управления
В этом разделе рассматриваются важнейшие характеристики качества управляемых систем. Этими характеристиками являются устойчивость систем, точность и помехоустойчивость.
Понятие устойчивости относится к ситуации, когда входные сигналы системы равны нулю, т.е. внешние воздействия отсутствуют. При этом правильно построенная система должна находиться в состоянии равновесия (покоя) или постепенно приближаться к этому состоянию. В неустойчивых системах даже при нулевых входных сигналах возникают собственные колебания и, как следствие, – недопустимо большие ошибки.
Понятие точности связано с качеством работы управляемых систем при изменяющихся входных сигналах. В правильно спроектированных системах управления величина рассогласования между заданным законом управления g(t) и выходным сигналом x(t) должна быть мала.
Наконец, для характеристики влияния помех на системы управления используют дисперсию или среднее квадратическое отклонение составляющей ошибки за счет действия помех.
Понятие устойчивости
Одним из первых вопросов, возникающих при исследовании и проектировании линейных систем управления, является вопрос об их устойчивости. Линейная система называется устойчивой, если при выведении ее внешними воздействиями из состояния равновесия (покоя) она возвращается в него после прекращения внешних воздействий. Если после прекращения внешнего воздействия система не возвращается к состоянию равновесия, то она является неустойчивой. Для нормального функционирования системы управления необходимо, чтобы она была устойчивой, так как в противном случае в ней возникают большие ошибки.
Определение устойчивости обычно проводят на начальном этапе создания системы управления. Это объясняется двумя причинами. Во-первых, анализ устойчивости довольно прост. Во-вторых, неустойчивые системы могут быть скорректированы, т.е. преобразованы в устойчивые с помощью добавления специальных корректирующих звеньев.
2) Кориолисовы расходомеры. Необходимость автоматического контроля массовых расходов нестационарных потоков относится к тем областям промышленности, где вес (масса) рабочего агента является критерием оценки качественных и технико-экономических показателей различных промышленных процессов. Например, при непрерывных химических процессах получение химического продукта с требуемыми физико-химическими свойствами возможно лишь при точном весовом соотношении составляющих его компонентов. В нефтяной промышленности, где товарная продукция нефтедобывающих скважин представляет собой смесь нефти и газов, в физико-химических процессах, где имеют место кипящие жидкости, многофазные пульпы, эмульсии, пылевые потоки, также необходимо производить измерение и автоматический контроль массовых расходов
Показанный на рис 6кориолисов расходомер помещен в корпус 5 (показан условно) и состоит из двух Т – образных участков 2 и 6 трубопровода, сочлененных при помощи гибких соединений 1 и приводимых во вращение с постоянной угловой скоростью w специальным приводным механизмом.
При протекании вещества через вращающийся в уплотнительных муфтах 4 элемент трубопровода в потоке возникает направленное против вращения ускорение Кориолиса. Вследствие этого в каждой ветви Т-образного участка создается усилие Кориолиса.
На всем вращающемся Т-образном участке возникает скручивающий момент, поворачивающий Т-образные участки относительно друг друга на некоторый угол. Угол поворота преобразуется в электрический сигнал при помощи торсионного элемента 3. Величина этого сигнала при постоянной угловой скорости пропорциональна измеряемому массовому расходу вещества.
Рис 1. Схема кориолисового расходомера.
3) Система измерения количества и качества нефти (СИКН) и система измерения количества и качества сырой нефти (СИКНС) предназначены для:
§ измерения массы (объема) нефти и нефтепродуктов методом прямых или косвенных динамических измерений;
§ измерения технологических и качественных параметров нефти и нефтепродуктов (плотность, вязкость, влагосодержание, давление, температура);
§ отображения (индикации), обработки и регистрации результатов измерений.
Состав системы измерения количества и качества нефти
В общем случае СИКН (СИКНС) состоит из технологической части и системы сбора и обработки информации.
Основной состав технологической части:
§ блок фильтров (БФ);
§ блок измерительных линий (БИЛ);
§ блок измерения качества нефти (БИК);
§ блок поверочной установки (БПУ);
§ система обработки информации (СОИ).
В состав технологической части могут входить также:
§ узел регулирования расхода и давления;
§ узел подключения передвижной;
§ технологические и дренажные трубопроводы.
Варианты исполнения системы учета нефти:
По требованию Заказчика СИКН может быть:
§ открытого исполнения – основой является рамочная конструкция для установки на открытой площадке либо в помещении;
§ закрытого исполнения – оборудование размещается в блок-боксе, который имеет сварной металлический каркас с теплоизоляцией.
Блок фильтров (БФ) служит для очистки от механических примесей и предотвращения засорения рабочих узлов. В состав блока входит два фильтра (рабочий и резервный) с быстросъемной крышкой, входной и выходной коллекторы, запорная арматура, датчики дифференциального давления и манометры.
Блок измерительных линий (БИЛ) служит для измерения расхода и контроля параметров нефти. Количество и диаметр измерительных линий определяется расчетным путем в зависимости от максимального расхода и типа применяемого преобразователя расхода. В состав блока измерительных линий входят: измерительные линии, массовые и объемные преобразователи расхода, датчики давления и температуры, регуляторы расхода, узел подключения к поверочной установке, входной и выходной коллекторы, запорная арматура, приборы системы контроля протечек.
Блок измерения качества нефти (БИК) служит для контроля и измерения параметров качества перекачиваемой нефти и нефтепродуктов. Основное оборудование БИК: циркуляционные насосы (основной и резервный), фильтры тонкой очистки (основной и резервный), поточные преобразователи плотности, поточные преобразователи влагосодержания, поточные преобразователи вязкости, преобразователь расхода, датчики температуры и давления, манометры и термометры, автоматические пробоотборники, регуляторы расхода нефти, системы промывки, запорная арматура.
Блок поверочной установки (БПУ), основным элементом которой является трубопоршневая поверочная установка (ТПУ), которая служит для проведения контроля метрологических характеристик и поверки средств измерений объема и массы на месте эксплуатации.
Узел регулирования расхода и давления разрабатывается и проектируется при необходимости и устанавливается на выходе система измерения количества и качества нефти.
Система обработки информации (СОИ) обеспечивает автоматизированное выполнение функций сбора, обработки, отображения, регистрации информации по учету нефти и управление режимами работы СИКН (СИКНС).