1.3.2Статические и астатические системы регулирования

Вернемся к рассмотрению АСР уровня по отклонению. При изменении стока (нагрузки) изменение уровня будет происходить постепенно, а потом установится заданное значение. Процесс может быть изображен на графике (кривая 1).

Но в некоторых системах новое значение уровня может отличаться от заданного, то есть будет наблюдаться статическая ошибка e_уст. По этому признаку системы классифицируются на статические и астатические. Кривая 1 соответствует астатической по возмущению системе, кривая 2 – статической.

Система называется астатической по возмущающему воздействию, если в статическом (установившемся) режиме значение регулируемой величины не зависит от возмущения и равно заданному значению.

Система называется статической по возмущению, если в установившемся режиме регулируемая величина зависит от возмущения.

Эта зависимость может быть показана на графиках статических характеристик системы.

Системы могут быть статическими и астатическими и по задающему воздействию.

Система называется астатической по заданию, если при изменении задания регулируемая величина с течением времени принимает новое заданное значение.

Система называется статической по заданию, если после изменения задания по истечению времени регулируемая величина не приходит к новому задающему воздействию, имеется ошибка регулирования.

Рассмотрим пример АСР уровня, которая является статической по возмущению.

Объект регулирования – емкость

Регулируемая величина – уровень

Возмущающее воздействие – сток

Управляющее воздействие – приток

Система состоит из датчика (поплавка) жестко связанного через рычаг с регулирующим органом (задвижкой), стоящим на притоке жидкости. Докажем, что эта система статическая по возмущению, то есть, что уровень H зависит от величины стока Q_с.

Допустим сток увеличился (Q_с↑), при этом происходит снижение уровня (H↓), поплавок опускается и поднимает задвижку – увеличивается приток (Q_п↑). Уровень устанавливается тогда, когда приток будет равен новому большему значению стока (Q_п= Q_с), а значит, новое положение задвижки будет выше, а поплавка и уровня ниже, чем исходное. В системе будет наблюдаться статическая ошибка, и значение уровня в статическом режиме будет зависеть от значения стока, что и требовалось доказать.

1.3.3Системы прямого и непрямого действия

В АСР прямого действия перемещение регулирующего органа осуществляется за счет энергии регулируемой величины.

В АСР непрямого действия – за счет вспомогательного источника.

АСР уровня, рассмотренная ранее, астатическая по возмущению – непрямого действия. АСР уровня статическая по возмущению – прямого действия.

1.3.4Адаптивные (самонастраивающиеся) системы.

При запуске АСР в автоматический режим работы, регулятор настраивают на заданный процесс.

Любой регулятор имеет параметры настройки, от которой зависит качество регулирования, его способность поддерживать заданное значение регулируемой величины.

Однако в процессе работы характеристика объекта или условия его работы могут изменяться (закоксовывание труб печи, изменение свойств объекта регулирования, ухудшение свойств катализатора). Регулятор с рассчитанными ранее настройками может не обеспечить качественное значение регулирования. В таких случаях бывает целесообразно применение адаптивных систем, функциональная схема приведена на рис.

АСР по отклонению снабжается блоком самонастройки (компьютерная программа), в который поступает информация (измеряемые сигналы и параметры) – все, что можно измерить.

По существующим данным блок самонастройки рассчитывает модель объекта, сравнивает её с составленной ранее предыдущей моделью.

Если модель изменилась, то есть характеристики объекта изменились, то блок самонастройки рассчитывает новые параметры регулятора и устанавливает их или автоматически изменяет/или оператор.