Методе управљања у системима аутоматизације

В системи аутоматизације Примењују се три методе контроле:

1) одступањем од контролисане вредности,

2) поремећајем (оптерећењем),

3) комбиновани.

Начин регулације девијацијом контролисане променљиве Размотримо на примеру система контроле брзине мотора једносмерне струје (слика 1).

У току рада мотор Д, као објекат регулације, доживљава различите сметње (промене оптерећења на вратилу мотора, напона напојне мреже, брзине мотора који покреће арматуру генератора Д, промене амбијента). температура, што опет доводи до промене отпора намотаја, а самим тим и струја итд.).

Све ове пертурбације ће проузроковати одступање брзине мотора Д, што ће изазвати промену е. итд. в. тахогенератор ТГ. Реостат П је укључен у коло тахогенератора ТГ1... Напон У0 који узима реостат П1 је укључен у односу на напон ТГ тахогенератора. Ово резултира разликом напона е = У0 — Утг која се преко појачавача И доводи до мотора ДП који помера клизач реостата П.Напон У0 одговара подешеној вредности контролисане променљиве — фреквенције ротације ωО, а напон тахогенератора Утг — тренутној вредности брзине ротације.

Пиринач. 1. Шематски дијаграми за регулацију брзине ДЦ мотора затворене петље: Р — реостат, ОВГ — побудни калем генератора, Г — генератор, ОВД — побудни калем мотора, Д — мотор, ТГ — тахогенератор, ДП — клизни погон реостата, У — појачало.

Ако, под утицајем сметњи, разлика између ових вредности (одступања) пређе унапред одређену границу, тада ће регулатор добити референтну акцију у виду промене струје побуде генератора, што ће изазвати ово одступање. да смањи. Општи систем отклона је представљен дијаграмом на сл. 2, а.

Пиринач. 2... Шеме метода регулације: а — девијацијом, б — поремећајем, ц — комбиновано, П — регулатор, РО — регулаторно тело, ОР — објекат регулације, ЕС — елемент поређења, к(Т) је подешавање, З1 (т) и З2 (т) — унутрашњи регулаторни утицаји, (Т) — подесива вредност, Ф(Т) је узнемирујући ефекат.

Одступање контролисане варијабле активира регулатор, ова акција је увек усмерена на начин да смањи одступање. Да би се добила разлика у вредностима ε(т) = к(т) — и (ф), у систем се уводи упоредни елемент ЕС.

Дејство регулатора у контроли одступања се јавља без обзира на разлог промене контролисане варијабле. Ово је несумњиво велика предност ове методе.

Метода контроле сметњи, односно компензације поремећаја, заснива се на чињеници да систем користи уређаје који компензују утицај промена у ефекту поремећаја.

Пиринач. 3... Шематски дијаграм регулације напона генератора једносмерне струје: Г — генератор, ОВ1 и ОВ2 — побудни калем генератора, Рн — отпор оптерећења, Ф1 и Ф.2 — магнетомоторне силе побудних калемова, Рсх — отпор.

Као пример, размотрите рад генератора једносмерне струје (слика 3). Генератор има два побудна намотаја: ОБ1 спојен паралелно са арматурним колом и ОБ2 спојен на отпор Ри... Намотаји поља су повезани тако да њихови ппм. Ф1 и Ф.2 додају. Напон терминала генератора зависиће од укупног броја ппм. Ф = Ф1 + Ф2.

Како се струја оптерећења Аз повећава (отпор оптерећења Рн се смањује) напон генератора УГ је требало да се смањи услед повећања пада напона на арматури генератора, али то се неће десити јер ппм. Ф2 побудни калем ОБ2 се повећава пошто је пропорционалан струји оптерећења Аз.

Ово ће довести до повећања укупног ппм и, сходно томе, до изједначавања напона генератора. Ово компензује пад напона када се промени струја оптерећења — главни поремећај генератора. Отпорност РНС-а у овом случају је уређај који вам омогућава да измерите сметње — оптерећење.

У општем случају, дијаграм система који ради методом компензације поремећаја приказан је на Сл. 2, б.

Анксиозни утицаји могу бити узроковани различитим разлозима, па их може бити више од једног.Ово компликује анализу рада система аутоматског управљања. Обично је ограничено на посматрање поремећаја узрокованих основним узроком, као што су промене оптерећења. У овом случају, регулација се назива регулација оптерећења.

Комбиновани метод регулације (види слику 2, ц) комбинује две претходне методе: девијацијом и бесом. Користи се у изградњи сложених система аутоматизације где је потребна квалитетна регулација.

Како следи из сл. 2, у свакој методи подешавања, сваки систем аутоматског подешавања се састоји од подесивих (објекат подешавања) и делова за подешавање (регулатор). У свим случајевима регулатор мора имати осетљив елемент који мери одступање контролисане променљиве од прописане вредности, као и регулаторно тело које обезбеђује враћање задате вредности контролисане променљиве након њеног одступања.

Ако у систему регулатор прима ефекат директно од сензорског елемента и њиме се активира, онда се такав систем управљања назива систем директног управљања, а регулатор се назива регулатор директног дејства.

У регулаторима директног дејства, сензорски елемент мора да развије довољну снагу да промени положај регулационог тела. Ова околност ограничава поље примене директне регулације, јер оне теже да осетљиви елемент умањују, што заузврат ствара потешкоће у прибављању напора довољних за покретање регулаторног тела.

Појачала снаге се користе за повећање осетљивости мерног елемента и добијање довољно снаге за померање регулационог тела. Регулатор који ради са појачалом снаге назива се индиректни регулатор, а систем у целини назива се систем индиректне регулације.

У системима индиректне контроле користе се помоћни механизми за померање регулаторног тела делујући из спољашњег извора енергије или услед енергије контролисаног објекта. У овом случају, осетљиви елемент делује само на контролни елемент помоћног механизма.

Класификација метода управљања аутоматизацијом према врсти управљачких дејстава

Контролни сигнал генерише управљачки систем на основу референтне променљиве и сигнала са сензора који мери стварну вредност контролисане варијабле. Примљени контролни сигнал се доводи до регулатора, који га претвара у контролно дејство погона.

Актуатор приморава регулационо тело објекта да заузме такав положај да контролисана вредност тежи задатој вредности. Током рада система, тренутна вредност контролисане варијабле се континуирано мери, тако да ће се и контролни сигнал континуирано генерисати.

Међутим, регулационо дејство погона, у зависности од уређаја регулатора, може бити континуирано или повремено. На сл. На слици 4, а приказана је крива одступања Δу контролисане вредности и у времену од задате вредности и0, док је истовремено у доњем делу слике приказано како се контролно дејство З мора непрекидно мењати.Он је линеарно зависан од контролног сигнала и поклапа се са њим у фази.

Пиринач. 4. Дијаграми главних типова регулаторних утицаја: а — континуирани, б, ц — периодични, д — релејни.

Регулатори који производе такав ефекат називају се континуирани регулатори, а сама регулација је континуирана регулација... Регулатори изграђени на овом принципу раде само када постоји контролно дејство, односно док не дође до одступања између стварног и прописаног. вредност контролисане променљиве.

Ако се током рада система аутоматизације контролно дејство са континуираним контролним сигналом прекида у одређеним интервалима или се испоручује у облику одвојених импулса, онда се контролери који раде на овом принципу називају периодични регулатори (корак или импулс). У принципу, постоје два могућа начина за формирање периодичне контролне акције.

На сл. На сликама 4, б и ц приказани су графови повременог регулационог дејства са континуираним одступањем Δ од контролисане вредности.

У првом случају, контролно дејство је представљено одвојеним импулсима истог трајања Δт, који прате у једнаким временским интервалима Т1 = т2 = т, у овом случају је величина импулса З = е(т) пропорционална вредности контролни сигнал у тренутку формирања контролног дејства.

У другом случају, сви импулси имају исту вредност З = е(т) и следе у правилним интервалима Т1 = т2 = т, али имају различито трајање ΔТ. У овом случају, трајање импулса зависи од вредности контролног сигнала у тренутку формирања контролног дејства.Регулаторно дејство са регулатора се преноси на регулаторно тело са одговарајућим дисконтинуитетима, због чега и регулаторно тело са дисконтинуитетима мења свој положај.

У пракси су такође широко распрострањени системи релејног управљања... Размотримо принцип рада релејног управљања, на примеру рада регулатора са двоположајном контролом (сл. 4, д).

Регулатори укључено-искључени укључују оне регулаторе који имају само два стабилна положаја: један — када одступање контролисане вредности пређе постављену позитивну границу + Δи, а други — када одступање промени предзнак и достигне негативну границу -Δи.

Радња подешавања у обе позиције је иста по апсолутној вредности, али различита по предзнаку, а ова акција преко регулатора изазива нагло померање гувернера тако да апсолутна вредност отклона увек опада. Ако вредност одступања Δу достигне дозвољену позитивну вредност + Δу (тачка 1), релеј ће се активирати и контролно дејство -З ће деловати на објекат преко регулатора и регулационог тела, које је супротно предзнаком, али једнако по величина на позитивну вредност контролног дејства + З. Одступање контролисане вредности ће се смањити после одређеног временског периода.

Достизањем тачке 2, одступање Δи ће постати једнако дозвољеној негативној вредности -Δи, релеј ће радити и контролно дејство З ће променити свој предзнак у супротан, итд. релативно јефтине и имају широку примену у оним објектима где није потребна висока осетљивост на ометајуће утицаје.