Статические характеристики промышленных объектов

Под статической характеристикой объекта принято понимать зависимость регулируемой величины от регулирующего воздействия в различных установившихся режимах. Если статическая характеристика близка к линейной, то она может быть выражена в виде коэффициента, характеризующего отношение изменений указанных величин; этот коэффициент называется передаточным или коэффициентом усиления.
Экспериментально снятие статической характеристики заключается в создании ряда последовательных равновесных состояний объекта при соответствующих входных и выходных величинах. В этом случае с помощью регулирующего органа на входе объекта задают различные входные величины. При наступлении в объекте равновесия, о чем судят по установившемуся состоянию выходной величины, производится запись значений входных и выходных величин по показаниям измерительных приборов или на диаграмме автоматического многоточечного потенциометра. После этого строится статическая характеристика и определяется коэффициент усиления объекта.
Статические характеристики могут быть линейными или нелинейными. Если характеристика описывается линейным уравнением и имеет вид прямой линии, она линейна. Объект (или элемент объекта), имеющий такую характеристику, называется
линейным. Если характеристика описывается нелинейным уравнением и ее вид имеет криволинейное очертание, то она не линейна и объект будет тоже нелинейным.
Большинство реальных объектов и элементов систем регулирования нелинейно. Расчет систем регулирования с нелинейными статическими характеристиками сложен. Учитывая, что на практике значения областей рабочих диапазонов регулирования незначительны, а также для облегчения расчетов нелинейные характеристики линеаризируют на небольших рабочих участках.
На рисунке 1 показана нелинейная статическая характеристика регулируемого объекта. Если точка а на кривой соответствует заданному значению регулируемого параметра, то, проведя к кривой в точке а касательную, можно принять ее за статическую характеристику объекта в области точки а. Линейная статическая характеристика оценивается углом наклона ее к оси абсцисс а. Для нелинейной характеристики угол а — величина переменная, но на небольшом участке кривой, заменяемой касательной, его можно считать постоянным.

Рисунок 1 – Нелинейная статическая характеристика