Rilevamento del comportamento temporale in base alla risposta al gradino
Il comportamento temporale del sistema regolato può essere determinato in base all'andamento temporale del valore istantaneo x in seguito a una variazione brusca del valore di uscita y. La maggior parte dei sistemi regolati sono sistemi regolati con compensazione.
Il comportamento temporale può essere determinato, in via approssimativa, con le grandezze Tempo di ritardo Tu, Tempo di compensazione Tg e Valore massimo Xmax. Tali grandezze vengono determinate creando tangenti sul valore massimo e sul punto di flesso della risposta al gradino. In molti casi non è possibile utilizzare la funzione di trasferimento fino al valore massimo perché il valore istantaneo non deve superare determinati valori. In questi casi, per l'identificazione del sistema regolato si utilizza la velocità di incremento vmax (vmax = Δx/Δt).
È possibile effettuare una stima della regolabilità del sistema regolato in base al rapporto Tu/Tg o Tu × vmax/Xmax Vale quanto segue:
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Tipo di circuito |
Tu / Tg |
Regolabilità del sistema regolato |
|---|---|---|
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I |
< 0,1 |
buona |
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II |
da 0,1 a 0,3 |
appena possibile |
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III |
> 0,3 |
difficilmente regolabile |
Effetto del tempo morto sulla regolabilità di un sistema regolato
Un sistema regolato con tempo morto e compensazione mostra il seguente comportamento in seguito a un gradino del valore di uscita.
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Tt |
Tempo morto |
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Tu |
Ritardo |
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Tg |
Tempo di compensazione |
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y |
Valore di uscita |
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x |
Valore istantaneo |
La regolabilità di un sistema regolato con tempo morto e compensazione viene determinata dal rapporto tra Tt e Tg. Tt deve essere inferiore a Tg. Deve valere:
Tt/Tg ≤ 1
Velocità di reazione dei sistemi regolati
La valutazione dei sistemi regolati viene effettuata sulla base dei seguenti valori:
Tu < 0,5 min, Tg < 5 min = sistema regolato veloce
Tu > 0,5 min, Tg > 5 min = sistema regolato lento
Valori caratteristici di alcuni sistemi regolati
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Grandezza fisica |
Sistema regolato |
Ritardo Tu |
Tempo di compensazione Tg |
Velocità di incremento vmax |
|---|---|---|---|---|
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Temperatura |
Forno elettrico piccolo |
0,5 ... 1 min |
5 ... 15 min |
fino a 60 K/min |
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Forno di ricottura elettrico grande |
1 ... 5 min |
10 ... 20 min |
fino a 20 K/min |
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Forno di ricottura a gas grande |
0,2 ... 5 min |
3 ... 60 min |
1 ... 30 K/min |
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Torre di distillazione |
1 ... 7 min |
40 ... 60 min |
0,1 ... 0,5 °C/s |
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Autoclavi (2,5 m3) |
0,5 ... 0,7 min |
10 ... 20 min |
nessuna indicazione |
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Autoclavi ad alta pressione |
12 ... 15 min |
200 ... 300 min |
nessuna indicazione |
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Surriscaldatore a vapore |
30 s ... 2,5 min |
1 ... 4 min |
2 °C/s |
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Macchine per pressofusione |
0,5 ... 3 min |
3 ... 30 min |
5 ... 20 K/min |
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Estrusori |
1 ... 6 min |
5 ... 60 min |
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Macchine da imballaggio |
0,5 ... 4 min |
3 ... 40 min |
2 ... 35 K/min |
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Riscaldamento ambiente |
1 ... 5 min |
10 ... 60 min |
1 °C/min |
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Portata |
Condotta con gas |
0 ... 5 s |
0,2 ... 10 s |
irrilevante |
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Condotta con liquido |
nessuna |
nessuna |
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Pressione |
Condotta con gas |
nessuna |
0,1 s |
irrilevante |
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Caldaia a corpi cilindrici con combustione ad olio o a gas |
nessuna |
150 s |
irrilevante |
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Caldaia a corpi cilindrici con mole a battimento |
1 ... 2 min |
2 ... 5 min |
irrilevante |
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Stato del serbatoio (livello) |
Caldaia a corpi cilindrici |
0,6 ... 1 min |
nessuna indicazione |
0,1 ... 0,3 cm/s |
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Numero di giri |
Motore elettrico piccolo |
nessuna |
0,2 ... 10 s |
irrilevante |
|
Motore elettrico grande |
nessuna |
5 ... 40 s |
irrilevante |
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Turbina a vapore |
nessuna |
nessuna indicazione |
50 min–1 |
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Tensione elettrica |
Generatori piccoli |
nessuna |
1 ... 5 s |
irrilevante |
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Generatori grandi |
nessuna |
5 ... 10 s |
irrilevante |