Лекция 17 Вспомнить коротко, что изучали в прошлом семестре
16.1 Автоматические регуляторы
Среди различных автоматических систем измерения наибольшее распространение получили системы, в которых реализован принцип регулирования по отклонению.
Для пояснения идеи устройства и принципа действия автоматических систем применяют функциональные схемы (блок-схемы). Функциональная схема (рис.41) составляется из отдельных блоков, которые представляют собой конструктивно обособленные части (элементы, устройства) автоматических систем. Отдельные функциональные на такой схеме обозначают прямоугольниками, внутри которых размещаются аббревиатура в соответствии с выполняемыми функциями. Связи между функциональными блоками (внутренние воздействия) обозначаются линиями со стрелками, указывающими направления воздействий.
Автоматический регулятор в такой схеме представляет собой автоматическое управляющее устройство, чаще всего состоящее из измерительного 1, усилительного 2, преобразующего 3 и исполнительного устройств. Автоматический регулятор подключен к задающему устройству ЗУ, в котором вырабатывается требуемое значение регулируемой величины. Выход автоматического регулятора подключен к объекту регулирования ОР.
Рис. 39 Функциональная схема системы автоматического регулирования
Измерительное устройство 1 вырабатывает сигнал ИС, называемый иногда сигналом ошибки (или сигналом рассогласования), который пропорционален отклонению ΔХ регулируемой величины ХВЫХ от требуемого значения ХВХ.
ИС=КС (ХВХ-ХВЫХ)=КСΔХ
где КС – коэффициент усиления (коэффициент передачи) измерительного устройства.
Усилительное устройство 2 усиливает сигнал ошибки до величины ИУ, достаточной для управления исполнительным устройством 4. Усиление сигнала ошибки происходит за счет энергии внешнего источника. В простейших регуляторах, где сигнал ошибки имеет достаточную мощность, усилительное устройство может отсутствовать.
Преобразующее устройство 3 вводится в систему в тех случаях, когда необходимо регулируемую величину одной физической природы или одной формы сигнала преобразовать в величину другой физической природы или другой формы сигнала. В других случаях преобразующее устройство может отсутствовать.
Исполнительное устройство 4 вырабатывает управляющее воздействие И, которое через регулирующий орган (на рис.условно не показан) прикладывается к объекту измерения с тем, чтобы свести к нулю рассогласование.
Для улучшения динамических свойств в систему, кроме рассмотренных функционально необходимых элементов, могут быть введены корректирующие устройства, которые в зависимости от места включения бывают последовательными и параллельными. Последовательное корректирующее звено (на рис.48 не показано) включается в цепь сигнала ошибки и обычно находится между отдельными каскадами усилителя. Параллельное корректирующее устройство 5 выполняется либо в виде отдельных обратных связей, которыми охватываются наиболее инерционные элементы системы, либо в виде главной обратной связи, охватывающей весь регулятор. В одном автоматическом регуляторе может быть или одно корректирующее звено, или другое, или оба одновременно.