Одноемкостный объект без самовыравнивания.

Примером такого объекта может служить бассейн, из которого вода отбирается не самотеком, а откачивается насосом постоянной производительностью .

Рисунок 10.2 Одноёмкостный объект без самовыравнивания

В установившемся режиме:

Нанесем объекту возмущение, уменьшив производительность насоса на величину , т.е.

В результате разности уровень воды в бассейне начнет возрастать. Т.к. производительность насоса не зависит от давления воды, то расход воды остается прежним:

В переходном режиме:

или

Очевидно, что у таких объектов . Введя в рассмотрение те же величины, что и в предыдущем пункте, получим дифференциальное уравнение динамики объекта:

или

(1)

Величина называется скоростью разгона и характеризуется скоростью изменения выходной величины при единичном входном воздействии. Для объекта без самовыравнивания скорость изменения регулируемой величины постоянна (рис. 2в).

Временем разгона здесь будет время заполнения (до заданного значения уровня H(0)) пустого в начале бассейна, если расход , а приток мгновенно изменится от 0 до .

Очевидно, что уравнение динамики объекта соответствует уравнению идеального интегрирующего звена, поэтому его свойства будут присущи и рассматриваемому объекту.

Объекты, описываемые уравнением (1) называются одноемкостными объектами без самовыравнивания. Так как в переходном режиме все время сохраняется разница между притоком и расходом воды, то при любых возмущающих воздействиях регулируемая величина будет беспредельно (на практике до аварийного состояния) изменяться, а не стремиться к новому установившемуся значению. В связи с этим такие объекты не могут работать без принудительного регулирования.

Скорость изменения регулируемой величины в рассмотренном примере зависит от величины возмущающего воздействия и от площади поперечного сечения бассейна S. В данном случае S характеризует емкость объекта – его способность накапливать воду.

Передаточная функция объекта:

.