Στατική και αστατική ρύθμιση

Η αστατική ρύθμιση ονομάζεται τέτοια ρύθμιση, στην οποία μια σταθερή τιμή διατηρείται σε σταθερή κατάσταση σε διαφορετικές τιμές ενός σταθερού φορτίου: μια ελεγχόμενη τιμή ίση με την καθορισμένη τιμή.

Αστατισμός — μια ιδιότητα των συστημάτων μέτρησης ή των συστημάτων αυτόματου ελέγχου για τη μείωση στο μηδέν των σφαλμάτων στη ρύθμιση ή την παρακολούθηση σταθερής κατάστασης, τα οποία προέκυψαν υπό την επίδραση ελέγχου ή ενοχλητικές επιρροές σε αυτό το σύστημα.

Ο νόμος της αναπαραγωγής — ο αλγόριθμος λειτουργίας (στο εξής θα τον ονομάζουμε χαρακτηριστικό ελέγχου), χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η μη ευαισθησία του ελεγκτή, εκφράζεται με την εξίσωση y a = yo = const.

Παρουσία αναισθησίας και σχεδόν πάντα υπάρχει y = yО +Δyoх όπου Δyo είναι η τιμή της μη ευαισθησίας του ελεγκτή.

Εξετάστε την αρχή της λειτουργίας των στατικών και στατικών ρυθμιστών, χρησιμοποιώντας το παράδειγμα λειτουργίας μιας δεξαμενής νερού που είναι εγκατεστημένη στον πύργο για την παροχή νερού στους καταναλωτές.

Στο σχ. Το 1α δείχνει ένα διάγραμμα του ελέγχου της αστατικής στάθμης κοντά στο νερό στη δεξαμενή.Ο πλωτήρας 1 μέσω του μοχλού συνδέεται με τον ολισθητήρα του ρεοστάτη 2, με τη βοήθεια του οποίου ο κινητήρας συνεχούς ρεύματος 3, όποτε ο ολισθητήρας κινείται προς τα πάνω ή προς τα κάτω από τη μεσαία θέση, αρχίζει να περιστρέφεται προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση και κινεί τη βαλβίδα 4 (ρυθμιστικό σώμα), έως ότου το δεδομένο επίπεδο νερού στη δεξαμενή δεν θα αποκατασταθεί, δηλαδή έως ότου η τάση που εφαρμόζεται στο κύκλωμα οπλισμού του κινητήρα γίνει ίση με το μηδέν και επέλθει κατάσταση ισορροπίας (κατάσταση ισορροπίας).

Αυτό το καθεστώς αντιστοιχεί σε ένα συγκεκριμένο προκαθορισμένο επίπεδο νερού στη δεξαμενή, το οποίο για όλες τις συνθήκες ισορροπίας παραμένει αυστηρά σταθερό μέχρι την έλλειψη ευαισθησίας του ελεγκτή. Η μη ευαισθησία του ρυθμιστή σε αυτή την περίπτωση καθορίζεται από την παρουσία αντίστροφης αντίδρασης στις αρθρώσεις και την τάση εκκίνησης του κινητήρα, η οποία είναι διαφορετική από το μηδέν.

Ρύζι. 1. Σχήμα (α) και χαρακτηριστικό ελέγχου (β) της αστατικής ρύθμισης

Αν υποδηλώσουμε τη ροή του νερού μέσω q, τότε η γραφική αναπαράσταση του χαρακτηριστικού ελέγχου ως συνάρτηση του ρυθμού ροής q θα αντιστοιχεί στην εξάρτηση που φαίνεται στο Σχήμα. 1, β.

Σύκο. 1, αλλά φαίνεται ότι το ρυθμιστικό σώμα (βαλβίδα 4) και το ευαίσθητο στοιχείο (πλωτήρας 1) δεν έχουν άμεση σύνδεση, αλλά συνδέονται μεταξύ τους μέσω ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος και ενός ρεοστάτη, επομένως αυτό το σύστημα είναι έμμεσο σύστημα ελέγχου… Εδώ κάθε φορά, όταν το ρυθμιστικό στοιχείο αναδιατάσσεται σε τέτοια θέση ώστε η ελεγχόμενη μεταβλητή (στάθμη νερού στη δεξαμενή) να επιστρέφει σε κάθε φορτίο (ροή νερού q) σε μια συγκεκριμένη τιμή. Οι συσκευές που εκτελούν αστατική ρύθμιση ονομάζονται αστατικοί ρυθμιστές.

Μαζί με την αστατική, η στατική ρύθμιση χρησιμοποιείται ευρέως στην πράξη.

Ο κανονισμός ονομάζεται στατικός έλεγχος εάν οι τιμές της ελεγχόμενης μεταβλητής που καθορίζονται μετά το τέλος της μεταβατικής διαδικασίας σε διαφορετικές τιμές σταθερού φορτίου θα λαμβάνουν επίσης διαφορετικές σταθερές τιμές ανάλογα με το φορτίο.

Στο σχ. 2, το a δείχνει ένα διάγραμμα της στατικής ρύθμισης της στάθμης του νερού στη δεξαμενή κεφαλής. Ο πλωτήρας 1 δρα απευθείας στο ρυθμιστικό σώμα — βαλβίδα 2, επομένως ο ρυθμιστής σε αυτήν την περίπτωση θα είναι ρυθμιστής άμεσης δράσης.

Καθώς αυξάνεται ο ρυθμός ροής q του νερού, η στάθμη του στη δεξαμενή θα αρχίσει να μειώνεται, ο πλωτήρας θα χαμηλώσει και θα μετακινήσει τη βαλβίδα, αυξάνοντας τη διατομή του σωλήνα παροχής και, κατά συνέπεια, την ποσότητα νερού που εισέρχεται μέσω του σωλήνα ανά μονάδα χρόνος. Σε αυτή την περίπτωση, η στάθμη του νερού θα αρχίσει να ανεβαίνει, ανεβάζοντας τον πλωτήρα και ταυτόχρονα τη βαλβίδα.

Η ισορροπία θα επέλθει όταν η εισροή του νερού είναι ίση με την κατανάλωσή του. Όσο μεγαλύτερο είναι το φορτίο, δηλ. ο ρυθμός ροής q, τόσο περισσότερο θα ανοίγει η βαλβίδα και επομένως τόσο χαμηλότερα θα βρίσκεται σε ισορροπία ο πλωτήρας. Επομένως, σε αυτό το σχήμα, καθώς αυξάνεται το φορτίο, η τιμή της στάθμης του νερού (ελεγχόμενη τιμή y) θα μειώνεται.

Ρύζι. 2... Σχηματικό (α) και χαρακτηριστικό ελέγχου (β) της στατικής ρύθμισης

Οι συσκευές που πραγματοποιούν στατική ρύθμιση ονομάζονται στατικοί ρυθμιστές... Το χαρακτηριστικό ελέγχου του στατικού ρυθμιστή εκφράζεται με την εξίσωση y = yО +Δy.

Οι στατικοί ελεγκτές δεν διατηρούν μια αυστηρά σταθερή τιμή της ελεγχόμενης μεταβλητής, αλλά με ένα σφάλμα που ονομάζεται στατικό σφάλμα.

Το στατικό σφάλμα νοείται ως η μεγαλύτερη απόκλιση της ελεγχόμενης τιμής όταν το φορτίο αλλάζει από μηδέν σε ονομαστικό, δηλ. Δy = μυαλά — υμβ

Στη θεωρία ελέγχου, για τον χαρακτηρισμό του βαθμού εξάρτησης της απόκλισης της ελεγχόμενης τιμής από το φορτίο, χρησιμοποιείται συχνά η έννοια του σχετικού στατικού σφάλματος ή του στατιστικού ελέγχου της ρύθμισης.

Εάν το χαρακτηριστικό ελέγχου είναι καθαρό (Εικ. 2, β), η στατική θα είναι σταθερή για όλες τις τιμές φορτίου. Η στατική τιμή (b) κάθε στατικού ρυθμιστή μπορεί να προσδιοριστεί ως εξής:

δ = (μυαλά — ymv) / uΤετάρτη,

όπου ums — η μέγιστη τιμή της ελεγχόμενης μεταβλητής που αντιστοιχεί στο φορτίο q = 0, ymv — η ελάχιστη τιμή της ελεγχόμενης μεταβλητής που αντιστοιχεί στο φορτίο qnom, yCp =(ums — ymv) /2 — η τιμή της ελεγχόμενης μεταβλητής που λαμβάνεται ως βάση.

Μια από τις τιμές της ελεγχόμενης μεταβλητής umax, ymin, y μπορεί να ληφθεί ως τιμή βάσης. Μέσος όρος κ.λπ.

Οι στατικοί ελεγκτές, παρά το γεγονός ότι είναι εγγενείς στο στατικό σφάλμα, χρησιμοποιούνται ευρέως επειδή είναι απλοί στη σχεδίαση και παρέχουν σταθερή λειτουργία σε μεταβατικές λειτουργίες. Οι αστατικοί ρυθμιστές είναι επιρρεπείς σε διακυμάνσεις και στις περισσότερες περιπτώσεις δεν έχουν την απαραίτητη σταθερότητα χωρίς βοηθήματα.