Statická a astatická regulace

Astatická regulace se nazývá taková regulace, ve které je konstantní hodnota udržována v ustáleném stavu při různých hodnotách konstantní zátěže: řízená hodnota rovna nastavené hodnotě.

Astatismus — vlastnost měřicích systémů nebo automatických řídicích systémů snížit na nulu chyby v ustálené regulaci nebo sledování, ke kterým došlo pod vlivem řídicích nebo rušivých vlivů na tento systém.

Zákon reprodukce — algoritmus činnosti (dále jej budeme nazývat regulační charakteristika), bez zohlednění necitlivosti regulátoru, je vyjádřen rovnicí y a = yo = konst.

Za přítomnosti necitlivosti a téměř vždy existuje y = yО +Δyoх kde Δyo je hodnota necitlivosti regulátoru.

Zvažte princip fungování astatických a statických regulátorů na příkladu provozu vodní nádrže instalované na věži pro zásobování spotřebitelů vodou.

Na Obr. la ukazuje schéma astatického řízení hladiny v blízkosti vody v nádrži.Plovák 1 je přes páku spojen s jezdcem reostatu 2, pomocí kterého se stejnosměrný motor 3, kdykoli se jezdec pohybuje nahoru nebo dolů ze střední polohy, začne otáčet jedním nebo druhým směrem a pohybuje ventilem 4 (regulační orgán), dokud nebude obnovena daná hladina vody v nádrži, to znamená, dokud se napětí přivedené na obvod kotvy motoru nerovná nule a nenastane rovnovážný stav (rovnovážný stav).

Tento režim odpovídá určité předem stanovené hladině vody v nádrži, která pro všechny rovnovážné podmínky zůstává přísně konstantní až do necitlivosti regulátoru. Necitlivost regulátoru je v tomto případě určena přítomností vůle v kloubech a startovacím napětím motoru, které se liší od nuly.

Rýže. 1. Schéma (a) a regulační charakteristika (b) astatické regulace

Označíme-li průtok vody q, pak grafické znázornění regulační charakteristiky v závislosti na průtoku q bude odpovídat závislosti na Obr. 1, b.

Obr. 1, ale je vidět, že regulační těleso (ventil 4) a citlivý prvek (plovák 1) nemají přímé spojení, ale jsou vzájemně propojeny přes stejnosměrný motor a reostat, proto je tento systém nepřímý řídicí systém… Zde pokaždé, když je regulační prvek přestaven do takové polohy, že se regulovaná veličina (hladina vody v nádrži) vrátí při každém zatížení (průtok vody q) na určitou hodnotu. Zařízení provádějící astatickou regulaci se nazývají astatické regulátory.

Spolu s astatickou je v praxi hojně využívána statická regulace.

Regulace se nazývá statická regulace, pokud hodnoty regulované veličiny, které jsou stanoveny po skončení přechodného procesu při různých hodnotách konstantní zátěže, budou také nabývat různých konstantních hodnot v závislosti na zátěži.

Na Obr. 2 je znázorněno schéma statické regulace hladiny vody v hlavové nádrži. Plovák 1 působí přímo na regulační těleso — ventil 2, proto regulátor v tomto případě bude přímočinný regulátor.

Jak se zvyšuje průtok vody q, její hladina v nádrži se začne snižovat, plovák se sníží a posune ventil, čímž se zvětší průřez přívodního potrubí a podle toho i množství vody vstupující potrubím na jednotku. čas. V tomto případě hladina vody začne stoupat, zvedne plovák a současně ventil.

Rovnováha nastane, když se přítok vody rovná její spotřebě. Čím větší zátěž, tzn. průtok q, tím více bude ventil otevřen a tím nižší bude plovák v rovnováze. Proto v tomto schématu, jak se zatížení zvyšuje, hodnota hladiny vody (řízená hodnota y) bude klesat.

Rýže. 2... Schéma (a) a regulační charakteristika (b) statického předpisu

Zařízení provádějící statickou regulaci se nazývají statické regulátory... Regulační charakteristika statického regulátoru je vyjádřena rovnicí y = yО +Δy.

Statické regulátory neudržují striktně konstantní hodnotu regulované veličiny, ale s chybou zvanou statická chyba.

Statická chyba je chápána jako největší odchylka řízené hodnoty při změně zatížení z nuly na jmenovitou, tzn. Δy = mysli — ymv

V teorii řízení se pro charakterizaci stupně závislosti odchylky regulované hodnoty na zatížení často používá pojem relativní statické chyby neboli statismus regulace.

Pokud je regulační charakteristika jasná (obr. 2, b), bude statika konstantní pro všechny hodnoty zatížení. Statická hodnota (b) každého statického regulátoru může být určena následovně:

δ = (mysli — ymv) / ustředa,

kde ums — maximální hodnota regulované veličiny odpovídající zátěži q = 0, ymv — minimální hodnota regulované veličiny odpovídající zátěži qnom, yCp =(ums — ymv) /2 — odebraná hodnota regulované veličiny jako základ.

Za základní hodnotu lze vzít jednu z hodnot regulované veličiny umax, ymin, y. Avg atd.

Statické regulátory, navzdory skutečnosti, že jsou vlastní statické chybě, jsou široce používány, protože mají jednoduchý design a poskytují stabilní provoz v přechodových režimech. Astatické regulátory jsou náchylné na výkyvy a ve většině případů nemají bez pomůcek potřebnou stabilitu.