Statisk og astatisk regulering

Astatisk regulering kalles slik regulering, der en konstant verdi opprettholdes i en stabil tilstand ved forskjellige verdier av en konstant belastning: en kontrollert verdi lik den innstilte verdien.

Astatisme - en egenskap ved målesystemer eller automatiske kontrollsystemer for å redusere til null feil i steady-state regulering eller sporing, som skjedde under påvirkning av kontroll eller forstyrrende påvirkninger på dette systemet.

Reproduksjonsloven — operasjonsalgoritmen (heretter vil vi kalle den kontrollkarakteristikken), uten å ta hensyn til kontrollerens ufølsomhet, uttrykkes av ligningen y a = yo = const.

I nærvær av ufølsomhet og det eksisterer nesten alltid y = yО +Δyoх der Δyo er verdien av ufølsomheten til kontrolleren.

Vurder prinsippet om drift av astatiske og statiske regulatorer, ved å bruke eksempelet på drift av en vanntank installert på tårnet for å forsyne forbrukere med vann.

I fig. 1a viser et diagram av den astatiske nivåkontrollen nær vannet i tanken.Flottøren 1 gjennom spaken er koblet til glideren til reostaten 2, ved hjelp av hvilken DC-motoren 3, når glideren beveger seg opp eller ned fra midtposisjonen, begynner å rotere i en eller annen retning og beveger ventil 4 (regulerende legeme), inntil det gitte vannnivået i tanken ikke vil bli gjenopprettet, det vil si før spenningen påført ankerkretsen til motoren blir lik null og en likevektstilstand (likevektstilstand) oppstår.

Dette regimet tilsvarer et visst forhåndsbestemt nivå av vann i tanken, som for alle likevektsforhold forblir strengt konstant inntil kontrolleren er ufølsom. Ufølsomheten til regulatoren i dette tilfellet bestemmes av tilstedeværelsen av tilbakeslag i leddene og startspenningen til motoren, som er forskjellig fra null.

Ris. 1. Skjema (a) og kontrollkarakteristikk (b) for den astatiske reguleringen

Hvis vi betegner vannstrømmen gjennom q, vil den grafiske representasjonen av kontrollkarakteristikken som funksjon av strømningshastigheten q tilsvare avhengigheten vist i fig. 1, b.

Fig. 1, men det kan ses at reguleringslegemet (ventil 4) og det følsomme elementet (flottør 1) ikke har en direkte forbindelse, men er koblet til hverandre gjennom en likestrømsmotor og en reostat, derfor er dette systemet en indirekte kontrollsystem... Her hver gang, når reguleringselementet omorganiseres i en slik posisjon at den kontrollerte variabelen (vannstand i tanken) returneres ved hver belastning (vannstrøm q) til en viss verdi. Enheter som utfører astatisk regulering kalles astatiske regulatorer.

Sammen med astatisk er statisk regulering mye brukt i praksis.

Forskriften kalles statisk kontroll dersom verdiene til den kontrollerte variabelen som etableres etter slutten av transientprosessen ved forskjellige konstante lastverdier også vil anta forskjellige konstante verdier avhengig av lasten.

I fig. 2 viser a et diagram over den statiske reguleringen av vannstanden i topptanken. Flottør 1 virker direkte på reguleringsorganet — ventil 2, derfor vil regulatoren i dette tilfellet være en direktevirkende regulator.

Når strømningshastigheten q av vann øker, vil nivået i tanken begynne å synke, flottøren vil senke og bevege ventilen, øke tverrsnittet til tilførselsrøret og følgelig mengden vann som kommer inn gjennom røret per enhet tid. I dette tilfellet vil vannstanden begynne å stige, og heve flottøren og samtidig ventilen.

Likevekt vil oppstå når tilstrømningen av vann er lik forbruket. Jo større belastning, dvs. strømningshastigheten q, jo mer vil ventilen åpnes og derfor lavere vil flottøren være i likevekt. Derfor, i denne ordningen, når belastningen øker, vil vannstandsverdien (kontrollert verdi y) synke.

Ris. 2... Skjematisk (a) og kontrollkarakteristikk (b) for den statiske reguleringen

Enheter som utfører statisk regulering kalles statiske regulatorer... Kontrollkarakteristikken til den statiske regulatoren uttrykkes ved ligningen y = yО +Δy.

Statiske kontrollere opprettholder ikke en strengt konstant verdi av den kontrollerte variabelen, men med en feil som kalles statisk feil.

Statisk feil forstås som det største avviket til den kontrollerte verdien når lasten endres fra null til nominell, dvs. Δy = sinn — ymv

I kontrollteori, for å karakterisere graden av avhengighet av avviket til den kontrollerte verdien på lasten, brukes ofte begrepet relativ statisk feil, eller reguleringsstatisme.

Hvis kontrollkarakteristikken er klar (fig. 2, b), vil statikken være konstant for alle lastverdier. Den statiske verdien (b) til hver statisk regulator kan bestemmes som følger:

δ = (tanker — ymv) / uonsdag,

hvor ums — maksimumsverdien av den kontrollerte variabelen som tilsvarer belastningen q = 0, ymv — minimumsverdien av den kontrollerte variabelen som tilsvarer belastningen qnom, yCp =(ums — ymv) /2 — verdien av den kontrollerte variabelen tatt som en base.

En av verdiene til den kontrollerte variabelen umax, ymin, y kan tas som en basisverdi. Gj.sn. osv.

Statiske kontrollere, til tross for at de er iboende i statiske feil, er mye brukt fordi de er enkle i design og gir stabil drift i transiente moduser. Astatiske regulatorer er utsatt for svingninger og har i de fleste tilfeller ikke nødvendig stabilitet uten hjelpemidler.