3.4. Управление по отклонению

В системе управления по отклонению используется информация о цели управления и отклонении текущего значения управляемого параметра от заданного значения

Принцип управления по отклонению иногда называют принципом Ползунова—Уатта, а принцип управления по возмущающему воздействию — принципом Понселе.

Управление по отклонению осуществляется на основе информации о состоянии объекта управления. Взаимодействие между ОУ и УУ осуществляется как по цепи прямой связи — от УУ к ОУ, так и по цепи обратной связи — от ОУ к УУ Информация при этом передается по замкнутому контуру (контуру регулирования), поэтому управление по отклонению называют замкнутым или управлением с обратной связью. Наличие обратной связи приводит к созданию своеобразной системы управления, по сути своей представляющей фильтр, который должен точно передавать управляющее воздействие (подчиняться в основном управляющему воздействию) и подавлять возмущающие воздействия.

3.5. Комбинированное управление

Для комбинированных систем управления характерно использование информации о возмущающем воздействии, задающем воздействии и управляемом параметре (см. рис. 4, г).

Комбинированные системы управления имеют более высокое качество управления, чем системы, работающие по отклонению, поскольку информация о значении возмущающего воздействия позволяет устройству управления работать с некоторым предвидением, т. е. компенсировать основное внешнее возмущающее воздействие, вызывающее нарушение номинального режима, раньше, чем появится достаточно большое отклонение текущего значения параметра (температуры) от заданного. Комбинированная система управления обладает точностью и быстродействием.

4. Классификация систем управления

Классификация САУ по принципу управления, рассмотренная в предыдущем разделе, не является единственной. Существует много других признаков, которые могут быть положены в основу классификации систем управления. Следует иметь в виду, что важность того или иного признака, отличающего системы управления, определяется конкретной задачей, решаемой в процессе анализа или синтеза САУ. Основанные на каком-то признаке различия систем управления, существенные при решении одной задачи, могут оказаться совершенно незначительными при решении другой задачи. Ниже обсуждаются только некоторые из наиболее часто используемых признаков классификации САУ.

4.1. По характеру изменения задающего воздействия

В зависимости от характера изменения задающего воздействия САР с обратной связью подразделяются на три основных класса: автоматической стабилизации, программного регулирования и следящие системы.

В системах автоматической стабилизации задающее воздействие представляет собой постоянную величину. Область применения: непрерывные ХТП, в которых управляемый параметр нужно поддерживать на заданном постоянном значении.

В системах программного регулирования задающее воздействие является известной функцией времени (изменяется по программе). Такие системы оснащены программными задатчиками, формирующими задающее воздействие, изменяющееся во времени. Область применения: управление периодическими ХТП.

В следящей системе задающее воздействие представляет собой неизвестную заранее функцию времени, связанную с внешним по отношению к системе управления параметром, который может изменяться случайным образом. Область применения: управление одним технологическим параметром (ведомым), находящимся в зависимости от значения другого технологического параметра (ведущего), изменяющегося произвольно (например, управление расходом воздуха, подаваемого на горелку, в зависимости от расхода топлива). К следящим системам можно отнести систему регулирования соотношения расходов двух веществ; в такой системе изменение расхода «ведомого» вещества находится в определенном соотношении к изменению расхода «ведущего» вещества.

По способу организации основные процессы химической технологии делятся на непрерывные, периодические и циклические.

Непрерывные химико-технологические процессы, как правило, должны быть стационарны, т. е. параметры процесса в каждой точке технологического аппарата должны оставаться неизменными во времени (при этом параметры процесса могут изменяться в пространстве от одной точки аппарата к другой). Следовательно, основной задачей автоматических систем регулирования непрерывных процессов является стабилизация технологических параметров.

Для периодических процессов характерно изменение во времени параметров в технологическом аппарате в целом или в каких-либо его частях, т. е. эти процессы являются нестационарными. Основной задачей автоматических систем регулирования периодических процессов является изменение технологических параметров в соответствии с заранее заданной программой (программные системы регулирования) или в зависимости от текущего состояния какого-то другого процесса (следящие системы регулирования).

Некоторые технологические аппараты работают в циклическом режиме: переменные, характеризующие состояние процесса, периодически изменяются. Примером циклического процесса является регенеративный теплообмен: насадка поочередно контактирует с горячим и холодным потоками, передавая теплоту от одного потока другому.