Ταξινόμηση συστημάτων ελέγχου σύμφωνα με τον αλγόριθμο λειτουργίας

Η τιμή της ελεγχόμενης μεταβλητής και η φύση της αλλαγής της, όπως έχουμε ήδη δει, εξαρτώνται από διάφορους παράγοντες: την επιρροή της ρύθμισης, τον χρόνο, την ενοχλητική επιρροή κ.λπ. αυτούς τους παράγοντες.

Οποιοδήποτε αυτόματο σύστημα καθορίζεται από τη φύση του αλγορίθμου λειτουργίας του (ο νόμος της αναπαραγωγής), τη φύση του αλγορίθμου ελέγχου του και την παρουσία (απουσία) της ικανότητας αυτοπροσαρμογής. Αυτοί οι χαρακτήρες αποτελούν τη βάση της ταξινόμησης των αυτόματων συστημάτων.

Από τη φύση του λειτουργικού αλγορίθμου, τα αυτόματα συστήματα χωρίζονται σε σταθεροποίηση, παρακολούθηση και λογισμικό.

V σταθεροποιητικά συστήματα ρυθμιζόμενη τιμή y για τυχόν διαταραχές F (f) που επενεργούν στο σύστημα, ο ελεγκτής διατηρείται σταθερός και ίσος με τη δεδομένη τιμή yo εντός των ανοχών y = yo + Δy,

όπου Δy — απόκλιση της ελεγχόμενης τιμής ανάλογα με το μέγεθος της διαταραχής F (t) που επενεργεί στο σύστημα.

Οι ενέργειες συντονισμού x (t) σε τέτοια συστήματα είναι σταθερές, προκαθορισμένες τιμές: x (t) = const.

Τα συστήματα αυτόματης σταθεροποίησης μπορούν να εφαρμοστούν με βάση την αρχή της αστατικής και στατικής ρύθμισης. Για περισσότερες λεπτομέρειες δείτε εδώ: Αστατική και στατική ρύθμιση.

Συστήματα παρακολούθησης ΝΑΙ Τα συστήματα αυτόματου ελέγχου περιλαμβάνουν συστήματα στα οποία η αναπαραγωγή μιας τιμής εισόδου που ποικίλλει σύμφωνα με έναν αυθαίρετο νόμο πραγματοποιείται στην έξοδο του συστήματος με ένα αποδεκτό σφάλμα.

Ο νόμος αναπαραγωγής για ένα σύστημα παρακολούθησης μπορεί να γραφτεί με την ακόλουθη μορφή: y = x ή y = kx,

όπου x είναι μια αυθαίρετη ποσότητα εισόδου που εξαρτάται από το χρόνο ή άλλες παραμέτρους και είναι συνήθως άγνωστη εκ των προτέρων, το k είναι ένας συντελεστής κλίμακας.

Στα συστήματα σερβομηχανισμού, χρησιμοποιείται μια ορολογία που είναι διαφορετική από την ορολογία που χρησιμοποιείται στα συστήματα ελέγχου: αντί για «ρύθμιση» λένε «παρακολούθηση», «τέλος διαδικασίας» — «επεξεργασία», «τιμή εισόδου» — «κύρια τιμή». , «τιμή εξόδου» — «υποτελούσα τιμή».

Στο σχ. Το Σχήμα 1α δείχνει ένα υποδειγματικό μπλοκ διάγραμμα ενός σερβο συστήματος.

Ρύζι. 1. Μπλοκ διάγραμμα (α) και διάγραμμα (β) των αλλαγών στη γωνιακή μετατόπιση της εισόδου και της εξόδου του σερβο συστήματος: 3 — στοιχείο κίνησης, D — αισθητήρας κακής ευθυγράμμισης, P — ελεγκτής, O — αντικείμενο, MT — μέτρηση και στοιχείο μετατροπής.

Το κύριο στοιχείο του συστήματος παρακολούθησης είναι ο αισθητήρας ασυμφωνίας D, ο οποίος καθορίζει την απόκλιση (σφάλμα) μεταξύ των τιμών υποτελούς και κύριας. Η υποτελής τιμή y μετριέται από το στοιχείο μέτρησης-μετατροπής του MF και φτάνει στο επίπεδο της κύριας τιμής x.

Ο αισθητήρας ασυμφωνίας D ορίζει την τιμή της διαφοράς μεταξύ της κύριας τιμής x που προέρχεται από το κύριο στοιχείο 3 και της υποτελούς τιμής y και στέλνει ένα σήμα στον ελεγκτή P, ο οποίος δημιουργεί μια ρυθμιστική ενέργεια Z (t) στο αντικείμενο. Ο ρυθμιστής επιδιώκει να μειώσει την προκύπτουσα αναντιστοιχία στο μηδέν. Ακολουθεί απόκλιση της υποτελούς τιμής από το σημείο ρύθμισης του κύριου.

Στο σχ. 1, b δείχνει ένα κατά προσέγγιση διάγραμμα της αλλαγής στις τιμές master x και slave y του συστήματος παρακολούθησης.

Τα αυτόματα συστήματα που κάνουν την ελεγχόμενη μεταβλητή y σύμφωνα με έναν συγκεκριμένο, προκαθορισμένο νόμο ονομάζονται συστήματα ελέγχου λογισμικού.

Ο νόμος της αναπαραγωγής ενός συστήματος λογισμικού μπορεί να εκφραστεί με την εξίσωση

y = x (T),

όπου x (T) είναι μια συνάρτηση (προγνωστή) χρόνου που το σύστημα πρέπει να αναπαράγει.

Σε τέτοια συστήματα, είναι απαραίτητο να υπάρχει μια ειδική συσκευή — ένας ανιχνευτής για την αλλαγή της τιμής της ρύθμισης x (t) σύμφωνα με έναν συγκεκριμένο απαιτούμενο νόμο.

Από τη φύση του αλγορίθμου ελέγχου, τα αυτόματα συστήματα χωρίζονται σε αυτόματα συστήματα με ανοιχτό βρόχο δράσης (ανοιχτός βρόχος ελέγχου) και αυτόματα συστήματα με κλειστό βρόχο δράσης (κλειστός βρόχος ελέγχου).

Τα συστήματα αυτόματης προσαρμογής διακρίνονται σε αυτοπροσαρμοζόμενα ή αυτορυθμιζόμενα συστήματα και σε μη αυτορυθμιζόμενα συστήματα. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι τα αυτοπροσαρμοζόμενα συστήματα αντιπροσωπεύουν έναν νέο τύπο συστήματος και δεν είναι πλήρως διαμορφωμένες όλες οι έννοιες αυτού του τύπου συστήματος, επομένως σε διαφορετικά σχολικά βιβλία έχουν διαφορετικά ονόματα,

Όλα τα εργοστάσια παραγωγής πρέπει να λειτουργούν βέλτιστα όσον αφορά την κατανάλωση ενέργειας, την παραγωγικότητα και την ποιότητα της παραγωγικής λειτουργίας.

Κατά την αυτοματοποίηση τέτοιων εγκαταστάσεων, είναι απαραίτητο να υπάρχουν ειδικές συσκευές που θα μπορούσαν να παρέχουν αυτόματη ρύθμιση της μονάδας παραγωγής ώστε να λειτουργεί με βέλτιστο τρόπο. Τέτοιες ειδικές συσκευές ονομάζονται αυτόματα συστήματα ρύθμισης ή αυτορυθμιζόμενα συστήματα ελέγχου.

Αυτά τα συστήματα προσαρμόζουν αυτόματα τη μονάδα παραγωγής στις μεταβαλλόμενες συνθήκες λειτουργίας, π.χ. στα μεταβαλλόμενα χαρακτηριστικά του διαχειριζόμενου αντικειμένου (αλλαγές στις διαταραχές) και να το κάνουν να λειτουργεί σε βέλτιστη λειτουργία· Επομένως, τα αυτόματα συστήματα συντονισμού ονομάζονται συχνά βέλτιστα ή ακραία συστήματα ελέγχου.

Η χρήση τέτοιων συστημάτων καθιστά δυνατή την αύξηση της παραγωγικότητας του εργοστασίου, τη βελτίωση της ποιότητας των προϊόντων, τη μείωση του κόστους εργασίας ανά μονάδα παραγωγής κ.λπ. Στο μέλλον, πολλές αυτοματοποιημένες εγκαταστάσεις θα έχουν συστήματα αυτόματης εγκατάστασης.