Statisk og astatisk regulering

Astatisk regulering kaldes en sådan regulering, hvor en konstant værdi opretholdes i en stabil tilstand ved forskellige værdier af en konstant belastning: en kontrolleret værdi lig med den indstillede værdi.

Astatisme — en egenskab ved målesystemer eller automatiske kontrolsystemer til at reducere til nul fejl i steady-state regulering eller sporing, som opstod under indflydelse af kontrol eller forstyrrende påvirkninger på dette system.

Reproduktionsloven — operationsalgoritmen (i det følgende vil vi kalde det kontrolkarakteristikken), uden at tage højde for controllerens ufølsomhed, er udtrykt ved ligningen y a = yo = const.

I nærvær af ufølsomhed og det eksisterer næsten altid y = yО +Δyoх hvor Δyo er værdien af ​​controllerens ufølsomhed.

Overvej princippet om drift af astatiske og statiske regulatorer ved at bruge eksemplet på drift af en vandtank installeret på tårnet for at forsyne forbrugerne med vand.

I fig. 1a viser et diagram over den astatiske niveauregulering nær vandet i tanken.Svømmeren 1 gennem håndtaget er forbundet med skyderen på reostaten 2, ved hjælp af hvilken DC-motoren 3, når skyderen bevæger sig op eller ned fra midterpositionen, begynder at rotere i den ene eller anden retning og bevæger ventilen 4 (reguleringslegeme), indtil det givne niveau af vand i tanken ikke vil blive genoprettet, det vil sige indtil spændingen påført motorens ankerkredsløb bliver lig med nul, og en ligevægtstilstand (ligevægtstilstand) opstår.

Dette regime svarer til et bestemt forudbestemt niveau af vand i tanken, som for alle ligevægtsforhold forbliver strengt konstant indtil controllerens ufølsomhed. Regulatorens ufølsomhed i dette tilfælde bestemmes af tilstedeværelsen af ​​tilbageslag i leddene og motorens startspænding, som er forskellig fra nul.

Ris. 1. Skema (a) og kontrolkarakteristika (b) for den astatiske regulering

Hvis vi betegner vandstrømmen gennem q, vil den grafiske repræsentation af kontrolkarakteristikken som funktion af strømningshastigheden q svare til afhængigheden vist i fig. 1, b.

Fig. 1, men det kan ses, at reguleringslegemet (ventil 4) og det følsomme element (flyder 1) ikke har en direkte forbindelse, men er forbundet med hinanden gennem en jævnstrømsmotor og en reostat, derfor er dette system en indirekte styresystem... Her hver gang, når reguleringselementet omplaceres i en sådan position, at den regulerede variabel (vandstand i tanken) returneres ved hver belastning (vandstrøm q) til en bestemt værdi. Enheder, der udfører astatisk regulering, kaldes astatiske regulatorer.

Sammen med astatisk er statisk regulering meget udbredt i praksis.

Reguleringen kaldes statisk styring, hvis værdierne af den styrede variabel, der etableres efter afslutningen af ​​den transiente proces ved forskellige konstante belastningsværdier, også vil antage forskellige konstante værdier afhængigt af belastningen.

I fig. 2 viser a et diagram over den statiske regulering af vandstanden i hovedtanken. Float 1 virker direkte på reguleringsorganet — ventil 2, derfor vil regulatoren i dette tilfælde være en direkte virkende regulator.

Når strømningshastigheden q af vand stiger, vil dets niveau i tanken begynde at falde, flyderen vil sænke og flytte ventilen, hvilket øger tværsnittet af forsyningsrøret og dermed mængden af ​​vand, der kommer ind gennem røret pr. enhed tid. I dette tilfælde vil vandstanden begynde at stige, hvilket hæver flyderen og samtidig ventilen.

Ligevægt vil opstå, når tilstrømningen af ​​vand er lig med dets forbrug. Jo større belastning, dvs. flowhastigheden q, jo mere vil ventilen blive åbnet, og derfor vil svømmeren være i ligevægt. Derfor, i denne ordning, vil vandstandsværdien (kontrolleret værdi y) falde, når belastningen stiger.

Ris. 2... Skematisk (a) og kontrolkarakteristik (b) for den statiske regulering

Enheder, der udfører statisk regulering, kaldes statiske regulatorer... Styrekarakteristikken for den statiske regulator er udtrykt ved ligningen y = yО +Δy.

Statiske regulatorer opretholder ikke en strengt konstant værdi af den kontrollerede variabel, men med en fejl kaldet statisk fejl.

Statisk fejl forstås som den største afvigelse af den kontrollerede værdi, når belastningen skifter fra nul til nominel, dvs. Δy = sind — ymv

I kontrolteorien bruges ofte begrebet relativ statisk fejl eller reguleringsstatisme for at karakterisere graden af ​​afhængighed af afvigelsen af ​​den kontrollerede værdi på belastningen.

Hvis kontrolkarakteristikken er klar (fig. 2, b), vil statikken være konstant for alle belastningsværdier. Den statiske værdi (b) for hver statisk regulator kan bestemmes som følger:

δ = (sind — ymv) / uonsdag,

hvor ums — den maksimale værdi af den kontrollerede variabel svarende til belastningen q = 0, ymv — minimumsværdien af ​​den kontrollerede variabel svarende til belastningen qnom, yCp =(ums — ymv) /2 — værdien af ​​den kontrollerede variabel taget som base.

En af værdierne af den kontrollerede variabel umax, ymin, y kan tages som en basisværdi. Gns. osv.

Statiske controllere, på trods af at de er iboende i statiske fejl, er meget udbredt, fordi de er enkle i design og giver stabil drift i transiente tilstande. Astatiske regulatorer er tilbøjelige til udsving og har i de fleste tilfælde ikke den nødvendige stabilitet uden hjælpemidler.