Klassificering af automatiske styresystemer

Sættet af automatisk kontrolenhed og kontrolobjekt forbundet og interagerer med hinanden i overensstemmelse med kontrolalgoritmen kaldes automatisk kontrolsystem (ACS).

Automatiske styresystemer kan klassificeres i henhold til kontrolmetoden og funktionelle egenskaber. Ifølge kontrolmetoden er alle systemer opdelt i to store klasser: almindelige (ikke-selvregulerende) og selvregulerende (adaptive).

Almindelige systemer, der tilhører den simple kategori, ændrer ikke deres struktur i løbet af ledelsen. De er de mest udviklede og udbredte i støberier og termiske værksteder. Almindelige automatiske styresystemer er opdelt i tre underklasser: åbne, lukkede og kombinerede styresystemer.

Automatiske kontrolsystemer med åbent sløjfe er til gengæld opdelt i automatiske stive kontrolsystemer (SZHU) og forstyrrelseskontrolsystemer.

I de første systemer virker regulatoren på kontrolobjektet uanset det opnåede resultat, det vil sige værdien af ​​den kontrollerede variabel og den eksterne forstyrrelse. Forstyrrelseskontrolsystemer arbejder ud fra princippet om, at kontrolhandlingen genereres afhængigt af de eksterne forstyrrelser, der påvirker kontrolobjektet.

Som et eksempel kan du overveje varmesystemet i et støberi eller et termisk værksted. I dette tilfælde afhænger forbruget af varmt vand i butikkens varmerør af de ydre vejrforhold. Jo koldere det er udenfor, jo mere varmt vand tilføres radiatorerne og omvendt.

Lukkede automatiske styresystemer, der fungerer efter afbøjningsprincippet, kaldes også automatiske styresystemer (ACS). Deres kendetegn er tilstedeværelsen af ​​en lukket cyklus af signalpassage, dvs. tilstedeværelsen af ​​en returkanal, gennem hvilken information om tilstanden af ​​den styrede variabel transmitteres til indgangen til sammenligningselementet.

Automatiske styresystemer er designet til at løse tre problemer: stabilisering af den kontrollerede værdi (stabiliserende ATS), ændring af den kontrollerede værdi i henhold til kendte (programmerede ATS) eller ukendte (sporing af ATS) programmer.

Ved ATS-stabilisering er sætpunktet for den regulerede variabel konstant. Et eksempel på et sådant system er temperaturkontrolsystemet i arbejdsrummet i en termisk ovn. I software ATS ændres værdien af ​​den kontrollerede variabel over tid i henhold til et foruddesignet (kendt) program.

I servosystemer ændres den indstillede værdi af den kontrollerede variabel over tid i henhold til et tidligere ukendt program.Sporing og software-ATS adskiller sig fra stabilisatorer i princippet om at behandle referencesignalet.

Det mest typiske eksempel på servostyring er den automatiske opretholdelse af et givet forhold mellem forbruget af brændstof og luft ved regulering af forbrændingsprocessen i ovne til smeltning og opvarmning af brændsel.

Automatiske styresystemer: a — åben, b — bias åben, c — lukket, d — kombineret, d — selvregulerende, P — controller, OU — kontrolobjekt, ES — sammenligningselement, UAV — enhed til analyse af kontrolhandlingen : VU — computerenhed, IU er executive device, AUU er automatisk kontrolenhed, AUO er kontrolobjektanalyseenhed.

Kombinerede systemer kombinerer fordelene ved afvigelses- og forstyrrelseskontrolsystemer, hvilket øger kontrolnøjagtigheden. Effekten af ​​uforudsete forstyrrelser i kombinerede systemer kompenseres eller dæmpes af bias-kontrol.

Selvregulerende (adaptive) systemer kan opdeles i tre underklasser: ekstreme systemer, selvjusterende systemer og selvjusterende systemer.

Ekstreme reguleringssystemer kaldes stabiliserende, sporings- eller programmerede kontrolsystemer, hvor indstillingen, programmet eller reproduktionsloven automatisk ændres afhængigt af ændringer i eksterne forhold eller systemets interne tilstand for at skabe den mest gunstige (optimale) funktionsmåde. et kontrolobjekt.

I sådanne systemer er der i stedet for en permanent indstilling eller et program installeret en automatisk søgeenhed, som analyserer hver egenskab ved objektet (effektivitet, produktivitet, økonomi osv.) og, afhængigt af det opnåede resultat, leverer den nødvendige værdi af en styret variabel til styreanordningen, således at denne karakteristik har en enestående værdi med en kontinuerlig ændring i forskellige forstyrrende påvirkninger, der påvirker anlæggets driftsforhold.

I systemer med selvindstillingsparametre, når de ydre forhold eller karakteristika for det kontrollerede objekt ændres, er der en automatisk (ikke i henhold til et forudbestemt program) ændring i de variable parametre for styreenheden for at sikre stabil drift af systemet og opretholde den kontrollerede værdi på et givet eller optimalt niveau.

I systemer med en selvjusterende struktur, når de eksterne forhold og karakteristika for kontrolobjektet ændres, skiftes elementerne i forbindelsesskemaet, eller nye elementer indføres i det. Formålet med disse ændringer (valg) af strukturen er at opnå en bedre løsning på ledelsesproblemet.

Udvælgelsen af ​​strukturen sker ved automatisk søgning ved hjælp af beregningsmæssige og logiske operationer. Sådanne systemer skal ikke kun tilpasse sig alle ændringer i objektets ydre forhold og karakteristika, men også fungere normalt selv i nærvær af funktionsfejl eller beskadigelse af individuelle elementer, hvilket skaber nye kredsløb til at erstatte de ødelagte. Selvregulerende systemer kan fås til at forbedre, "vinde erfaring" ved hurtigt at prøve flere muligheder, vælge og "huske" den bedste.

Funktionel klassificering alle automatiske kontrolsystemer er opdelt i fire klasser:

• systemer til koordinering af mekanismernes arbejde,

• systemer til regulering af parametrene for teknologiske processer,

• automatiske kontrolsystemer,

• automatiske beskyttelses- og blokeringssystemer.

Systemer designet til at koordinere driften af ​​individuelle mekanismer i anlægget eller anlægget som helhed automatiske stive kontrolsystemer (SZHU).

Automatiske kontrolsystemer (ACS) teknologiske processer sikrer opretholdelsen af ​​den kontrollerede værdi på et givet niveau eller dens ændring i henhold til et givet program.

Automatiske kontrolsystemer (ACS) indeholder midler og metoder til at opnå information om de aktuelle værdier af teknologiske procesparametre (temperatur, tryk, støv eller gasindhold i luften osv.) uden direkte menneskelig involvering.

Automatiske beskyttelsessystemer (SAZ) og blokeringssystemer (SAB) forhindrer forekomsten af ​​nødsituationer, når udstyret betjenes i en stabil tilstand.