Avatud ja suletud ahela reguleerimine juhtimis- ja automaatikasüsteemides
Kontrollitava väärtuse hoidmine etteantud piirides või selle muutmine vastavalt etteantud seadusele juhtimis- ja automaatikasüsteemi töötamise ajal võib toimuda avatud või suletud juhtimisahelate järgi. Vaatleme süsteemi (joonis 1), mis koosneb järjestikku ühendatud: reguleerimisobjektist VÕI, regulaatorist RO, regulaatorist P ja peamisest Z — seadmest, mille abil antakse süsteemile põhitegevus.
Avatud ahelaga reguleerimise korral (joonis 1, a) ei ole juhtseadmelt regulaatorile tulev etalontoiming x (T) selle toimingu tulemuse funktsioon objektil, selle määrab operaator. Teatud võrdlustoimingu väärtus vastab juhitava muutuja y (t) teatud praegusele väärtusele, mis sõltub häirivast tegevusest F (t). Põhimõistete selgitust leiate siit: Hooneautomaatikasüsteemide üldpõhimõtted
Avatud ahelaga süsteem on oma olemuselt edastusahel, milles juhtseadme tugitoiming x (t) kantakse pärast kontrolleri poolt sisemiste mõjude abil Z1(t) ja Z2 (T) nõuetekohast töötlemist reguleeritavale objektile, kuid regulaatoril pole objektile vastupidist mõju.
Riis. 1. Avatud (a) ja suletud (b) ahelate reguleerimisskeemid: З – seadeväärtus, R – regulaator, RO – reguleeriv asutus, VÕI – reguleerimise objekt, x (T) Reguleerimistoimingud on Z1(t) ja Z2 (T) — sisemised reguleerivad mõjud, y (T) Kontrollitav väärtus on F (T) Sellel on häiriv mõju.
Näited avatud ja suletud ahela juhtimisest
Joonisel fig. 2a näitab pöörlemiskiiruse reguleerimise skeemi püsimootor E. Kui reostaadi P mootori asend muutub, muutub ergutusvool generaatori OVG G ergutusmähises, mille tulemusena muutub selle e. jne. lk ja seetõttu ka mootorile D antud pinge.
Mootoriga D samale võllile paigaldatud tahhogeneraator TG arendab e. d. s võrdeline mootori võlli pöörlemiskiirusega. Tahhogeneraatori harjadega ühendatud voltmeeter, mille skaala on kalibreeritud pöörete ühikutes, võimaldab mootori pöördeid ainult visuaalselt kontrollida.
Kui masinate omadused on stabiilsed, vastab reostaadi mootori iga asend mootori kiiruse teatud väärtusele. Selles süsteemis toimib regulaator objektile, kuid sellel puudub vastupidine mõju, st. süsteem töötab avatud ahelas.
Riis. 2.Skemaatilised diagrammid avatud (a) kuni suletud (b) ahela alalisvoolumootori kiiruse reguleerimiseks: R – reostaat, OVG – generaatori ergutusmähis, G – generaator, OVD – mootori ergutusmähis, D – mootor, TG – tahhogeneraator, DP on ajam reostaadi liuguri mootor, U on võimendi.
Kui ühendame süsteemi väljundi kontrolleriga nii, et kontroller saab kogu aeg kaks signaali — signaal masterilt ja signaal objekti väljundist, siis saame suletud ahelaga süsteemi. Sellises süsteemis ei avalda mitte ainult regulaatori mõju objektile, vaid ka objekt regulaatorile.
Joonisel 2 on b kujutatud alalisvoolumootori D kiiruse reguleerimise skeemi, milles süsteemi väljund on tahhogeneraatori TG, reostaadi P, võimendi Y ja a abil ühendatud süsteemi sisendiga. Reostaadi P liuguri mootor DP.
Siin on automaatne mootori pöörete reguleerimine. Igasugune kiiruse muutus põhjustab mootorile DP signaali, mis liigutab reostaadi liugurit P ühele või teisele poole antud mootori kiirusele D vastavast asendist.
Kui pöörlemiskiirus mingil põhjusel väheneb, siis reostaadi P liugur võtab asendi, kus ergutusvool generaatori OB ergutusmähises suureneb. See toob kaasa generaatori pinge tõusu ja sellest tulenevalt mootori D pöörete suurenemise, mis võtab algse positsiooni.
Kui mootori D kiirus suureneb, liigub reostaadi liugur P vastupidises suunas, põhjustades mootori D kiiruse vähenemist.
Avatud ahelaga automaatjuhtimissüsteem iseseisvalt, ilma operaatori sekkumiseta ei saa muuta oma töörežiimi, kui süsteemi sisenevad häired muutuvad erinevaks. Suletud süsteem reageerib automaatselt kõikidele süsteemis toimuvatele muudatustele.
Vaata ka: Juhtimismeetodid automaatikasüsteemides