Staatiline ja astaatiline regulatsioon

Astaatiliseks reguleerimiseks nimetatakse sellist reguleerimist, mille korral konstantset väärtust hoitakse püsivas olekus konstantse koormuse erinevatel väärtustel: kontrollitav väärtus, mis on võrdne seatud väärtusega.

Astatism – mõõtesüsteemide või automaatjuhtimissüsteemide omadus nullini vähendada püsiseisundi reguleerimise või jälgimise vigu, mis tekkisid kontrolli või selle süsteemi häirivate mõjude mõjul.

Reprodutseerimise seadust — toimimisalgoritmi (edaspidi nimetame seda juhtimiskarakteristikuks), ilma kontrolleri tundlikkust arvestamata, väljendatakse võrrandiga y a = yo = const.

Tundimatuse olemasolul ja see on peaaegu alati olemas y = yО +Δyoх kus Δyo on kontrolleri tundlikkuse väärtus.

Mõelge astaatiliste ja staatiliste regulaatorite tööpõhimõttele, kasutades tarbijate veega varustamiseks tornile paigaldatud veepaagi töö näidet.

Joonisel fig. Joonisel 1a on kujutatud paagis oleva vee lähedal asuva astaatilise taseme reguleerimise skeem.Läbi kangi ujuk 1 on ühendatud reostaadi 2 liuguriga, mille abil alalisvoolumootor 3 hakkab liuguri keskmisest asendist üles-alla liikumisel ühes või teises suunas pöörlema ​​ja liigutab klappi 4 (reguleeriv keha), kuni etteantud veetase paagis ei taastu, st kuni mootori armatuuriahelale rakendatav pinge muutub nulliks ja tekib tasakaaluseisund (tasakaaluseisund).

See režiim vastab teatud etteantud veetasemele paagis, mis jääb kõigi tasakaalutingimuste korral rangelt konstantseks kuni kontrolleri tundlikkuse puudumiseni. Regulaatori tundlikkuse määravad sel juhul tagasilöögi olemasolu liigestes ja mootori käivituspinge, mis erineb nullist.

Riis. 1. Astaatilise regulatsiooni skeem (a) ja juhtimiskarakteristikud (b).

Kui tähistame veevoolu läbi q, vastab juhtkarakteristiku graafiline esitus voolukiiruse q funktsioonina joonisel fig. 1, b.

Joonis fig. 1, kuid on näha, et reguleeriv korpus (ventiil 4) ja tundlik element (ujuk 1) ei oma otseühendust, vaid on omavahel ühendatud alalisvoolumootori ja reostaadi kaudu, mistõttu on see süsteem kaudne. juhtimissüsteem... Siin iga kord, kui reguleerimiselement on ümber paigutatud sellisesse asendisse, et kontrollitav muutuja (veetase paagis) tagastatakse iga koormuse (veevoolu q) korral teatud väärtusele. Astaatilist reguleerimist teostavaid seadmeid nimetatakse astaatilisteks regulaatoriteks.

Koos astaatilisega kasutatakse praktikas laialdaselt staatilist regulatsiooni.

Reguleerimist nimetatakse staatiliseks juhtimiseks, kui kontrollitava muutuja väärtused, mis kehtestatakse pärast siirdeprotsessi lõppu erinevatel konstantse koormuse väärtustel, võtavad sõltuvalt koormusest ka erinevaid konstantseid väärtusi.

Joonisel fig. 2 on kujutatud skeemi veetaseme staatilise reguleerimise kohta peapaagis. Ujuk 1 toimib otse reguleerimiskorpusele — klapile 2, seega on regulaatoriks antud juhul otsetoimega regulaator.

Kui vee voolukiirus q suureneb, hakkab selle tase paagis langema, ujuk langeb ja liigutab ventiili, suurendades toitetoru ristlõiget ja vastavalt ka toru kaudu siseneva vee kogust ühiku kohta. aega. Sel juhul hakkab veetase tõusma, tõstes ujukit ja samal ajal ka klappi.

Tasakaal tekib siis, kui vee sissevool on võrdne selle tarbimisega. Mida suurem on koormus, s.t. vooluhulk q, seda rohkem klapp avaneb ja seetõttu on ujuk tasakaalus. Seetõttu väheneb selles skeemis koormuse kasvades veetaseme väärtus (kontrollitud väärtus y).

Riis. 2... Staatilise regulatsiooni skeem (a) ja juhtimiskarakteristikud (b).

Seadmeid, mis teostavad staatilist reguleerimist, nimetatakse staatilisteks regulaatoriteks... Staatilise regulaatori juhtimiskarakteristikut väljendatakse võrrandiga y = yО +Δy.

Staatilised kontrollerid ei säilita kontrollitava muutuja rangelt konstantset väärtust, vaid veaga, mida nimetatakse staatiliseks veaks.

Staatilise vea all mõistetakse kontrollitava väärtuse suurimat hälvet koormuse muutumisel nullist nominaalseks, s.o. Δy = meeled — ymv

Reguleerimise teoorias kasutatakse sageli reguleeritava väärtuse kõrvalekalde koormusest sõltuvuse määra iseloomustamiseks suhtelise staatilise vea ehk regulatsiooni statismi mõistet.

Kui juhtimiskarakteristikud on selged (joonis 2, b), on staatiline väärtus kõigi koormuse väärtuste puhul konstantne. Iga staatilise regulaatori staatilise väärtuse (b) saab määrata järgmiselt:

δ = (meeled — ymv) / ukolmapäev,

kus ums — koormusele q = 0 vastava juhitava muutuja maksimaalne väärtus, ymv — koormusele qnom vastav juhitava muutuja minimaalne väärtus, yCp =(ums — ymv) /2 — võetud juhitava muutuja väärtus alusena.

Põhiväärtuseks võib võtta üht juhitava muutuja umax, ymin, y väärtustest. Avg jne.

Hoolimata asjaolust, et need on omane staatilisele veale, kasutatakse staatilisi kontrollereid laialdaselt, kuna need on lihtsa konstruktsiooniga ja tagavad siirderežiimides stabiilse töö. Astaatilised regulaatorid on altid kõikumisele ja enamasti puudub neil ilma abivahenditeta vajalik stabiilsus.