Statická a astatická regulácia

Astatická regulácia sa nazýva taká regulácia, pri ktorej sa konštantná hodnota udržiava v ustálenom stave pri rôznych hodnotách konštantného zaťaženia: riadená hodnota rovnajúca sa nastavenej hodnote.

Astatizmus — vlastnosť meracích systémov alebo automatických riadiacich systémov redukovať na nulu chyby v ustálenej regulácii alebo sledovaní, ku ktorým došlo pod vplyvom riadiacich alebo rušivých vplyvov na tento systém.

Zákon reprodukcie — algoritmus činnosti (ďalej ho budeme nazývať regulačná charakteristika) bez zohľadnenia necitlivosti regulátora vyjadruje rovnica y a = yo = konšt.

V prítomnosti necitlivosti a takmer vždy existuje y = yО +Δyoх kde Δyo je hodnota necitlivosti regulátora.

Zvážte princíp fungovania astatických a statických regulátorov pomocou príkladu prevádzky vodnej nádrže inštalovanej na veži na zásobovanie spotrebiteľov vodou.

Na obr. 1a je znázornený diagram astatickej regulácie hladiny v blízkosti vody v nádrži.Plavák 1 cez páku je spojený s posúvačom reostatu 2, pomocou ktorého sa jednosmerný motor 3 vždy, keď sa posúvač pohybuje hore alebo dole zo strednej polohy, začne otáčať jedným alebo druhým smerom a pohybuje ventilom 4 (regulačný orgán), kým sa neobnoví daná hladina vody v nádrži, teda kým sa napätie privedené na obvod kotvy motora nerovná nule a nenastane rovnovážny stav (rovnovážny stav).

Tento režim zodpovedá určitej vopred stanovenej hladine vody v nádrži, ktorá pre všetky rovnovážne podmienky zostáva striktne konštantná až do necitlivosti regulátora. Necitlivosť regulátora je v tomto prípade určená prítomnosťou vôle v kĺboch ​​a štartovacím napätím motora, ktoré sa líši od nuly.

Ryža. 1. Schéma (a) a regulačná charakteristika (b) astatickej regulácie

Ak označíme prietok vody cez q, potom grafické znázornenie regulačnej charakteristiky ako funkcie prietoku q bude zodpovedať závislosti znázornenej na obr. 1, b.

Obr. 1, ale je vidieť, že regulačné teleso (ventil 4) a citlivý prvok (plavák 1) nemajú priame spojenie, ale sú navzájom spojené cez jednosmerný motor a reostat, preto je tento systém nepriamy riadiaci systém... Tu vždy, keď sa regulačný prvok prestaví do takej polohy, že sa regulovaná veličina (hladina vody v nádrži) vráti pri každom zaťažení (prietok vody q) na určitú hodnotu. Zariadenia, ktoré vykonávajú astatickú reguláciu, sa nazývajú astatické regulátory.

Spolu s astatickou je v praxi široko používaná statická regulácia.

Regulácia sa nazýva statická regulácia, ak hodnoty regulovanej veličiny, ktoré sú stanovené po skončení prechodného procesu pri rôznych konštantných hodnotách zaťaženia, budú tiež nadobúdať rôzne konštantné hodnoty v závislosti od zaťaženia.

Na obr. 2 je znázornená schéma statickej regulácie hladiny vody v hlavovej nádrži. Plavák 1 pôsobí priamo na regulačný orgán — ventil 2, preto regulátor v tomto prípade bude priamočinný regulátor.

Keď sa prietok vody q zvyšuje, jej hladina v nádrži začne klesať, plavák sa zníži a posunie ventil, čím sa zväčší prierez prívodného potrubia a podľa toho aj množstvo vody vstupujúcej potrubím na jednotku. čas. V tomto prípade hladina vody začne stúpať, čím sa zdvihne plavák a súčasne aj ventil.

Rovnováha nastane, keď sa prítok vody rovná jej spotrebe. Čím väčšia záťaž, t.j. prietok q, tým viac bude ventil otvorený, a preto bude plavák v rovnováhe nižšie. Preto v tejto schéme, keď sa zaťaženie zvyšuje, hodnota hladiny vody (riadená hodnota y) sa zníži.

Ryža. 2... Schéma (a) a regulačná charakteristika (b) statického predpisu

Zariadenia, ktoré vykonávajú statickú reguláciu, sa nazývajú statické regulátory... Riadiaca charakteristika statického regulátora je vyjadrená rovnicou y = yО +Δy.

Statické regulátory neudržiavajú striktne konštantnú hodnotu regulovanej veličiny, ale s chybou nazývanou statická chyba.

Statická chyba sa chápe ako najväčšia odchýlka regulovanej hodnoty pri zmene zaťaženia z nuly na nominálnu, t.j. Δy = mysle — ymv

V teórii riadenia sa na charakterizáciu stupňa závislosti odchýlky regulovanej hodnoty od zaťaženia často používa pojem relatívna statická chyba alebo statizmus regulácie.

Ak je regulačná charakteristika jasná (obr. 2, b), statická bude konštantná pre všetky hodnoty zaťaženia. Statická hodnota (b) každého statického regulátora sa môže určiť takto:

δ = (mysli — ymv) / ustreda,

kde ums — maximálna hodnota regulovanej veličiny zodpovedajúca zaťaženiu q = 0, ymv — minimálna hodnota regulovanej veličiny zodpovedajúca záťaži qnom, yCp =(ums — ymv) /2 — odoberaná hodnota regulovanej veličiny ako základ.

Za základnú hodnotu možno brať jednu z hodnôt regulovanej veličiny umax, ymin, y. Avg atď.

Statické regulátory, napriek skutočnosti, že sú súčasťou statickej chyby, sú široko používané, pretože majú jednoduchý dizajn a poskytujú stabilnú prevádzku v prechodových režimoch. Astatické regulátory sú náchylné na kolísanie a vo väčšine prípadov nemajú bez pomôcok potrebnú stabilitu.