Понятие о многомерных системах регулирования

Многомерными системами (или системами многосвязного управления) называют автоматические системы управления и регулирования, в которых имеется несколько регулирующих (управляющих) и возмущающих воздействий, оказывающих влияние на несколько регулируемых величин. Соответственно и объекты, имеющие несколько регулируемых (управляемых) величин, называют многомерными объектами или объектами многосвязного регулирования (управления).

Примерами многомерных объектов могут быть: паровой котел, в котором регулируются давление, температура и расход пара и другие величины; водогрейный котел, в котором регулируется температура воды на выходе из котла, тепловая нагрузка, разряжение в топке котла и т.п.

 

 

Рис. 6.3. Схема взаимосвязей между входными и выходными величинами в барабанном паровом котле как пример многосвязного объекта.

 

Связи между различными величинами в многомерных системах могут быть внутренними, определяемые свойствами многомерных объектов, и внешними, определяемыми технологическими требованиями и условиями работы автоматической системы регулирования.

Сложную многомерную систему обычно рассматривают как состоящую из отдельных подсистем, связанных между собой определенным образом (внутренние и внешние связи). Если связи между отдельными подсистемами несущественны, то многомерная система регулирования как бы распадается на несколько одномерных систем.

Многомерные системы и объекты называют линейными и стационарными, если они описываются системой линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами.

Пример многомерного объекта – паровой котел (рис. 6.3): В_т – расход топлива; W_п.в. – расход питательной воды на котел; Q_в – расход воздуха; Q_г – расход дымовых газов; D_пп, D_б, D_пр, D_впр – расходы перегретого пара, насыщенного пара из барабана котла, продувочной воды и воды на впрыск в пароохладитель соответственно; Р_т – разрежение в топке; Н_б – уровень воды в барабане котла; Р_пп, t_пп – давление и температура перегретого пара соответственно; NaCl – солесодержание котловой воды. Сплошными линиями показаны основные связи, а пунктирными – перекрестные связи.