Принципы управления по отклонению
Особенности: вводится цепь обратной связи ОС и элемент сравнения ЭС, на котором вычитаются заданное значение х и фактическое значение у регулируемого сигнала. В ЭС формируется ошибка регулирования s.
ql q2 q3 q4 q5 q6
Рис. 4. Схема принципа управления по отклонению.
Достоинства:
нет необходимости в выяснении того, какие сигналы возмущения действуют на САУ и следовательно не нужно их измерять;
самая высокая точность регулирования в сравнении с другими схемами САУ.
Недостатки:
меньшее в сравнении с управлением по возмущению быстродействие, т.к. регулирующий сигнал U начинает изменяться не в момент появления возмущений, а только после изменения Y.
Примеры: авторулевой, удерживающий судно на заданном курсе, с требуемой точностью в условиях волнения моря и других возмущающих сигналов; холодильная автоматика, обеспечивающая поддержание заданной температуры в камерах в условиях изменяющегося притока тепла.
Достоинства схемы управления по отклонению настолько велики, что САУ в подавляющем числе случаев выполняются работающими именно по этой схеме.
Типовые законы регулирования и их влияние на показатели качества сау.
В
практике автоматического регулирования
применяются регуляторы, реализующие
типовые законы регулирования:
пропорциональный (П), интегральный (И),
дифференциальный (Д), имеющие соответственно
передаточные функции (рис. 5).
где kП — коэффициент передачи П - регулятора ;
ТИ — постоянная времени И - регулятора;
ТД — постоянная времени Д - регулятора.
К
аждый
из указанных простейших регуляторов
оказывает разное влияние на отдельные
показатели качества САУ, поэтому на
практике чаще всего применяются составные
регуляторы типа ПИ, ПД и ПИД со следующими
передаточными функциями (рис.6).
где ТО — время объекта регулирования;
К — коэффициент усиления;
ТД — время дифференцирования;
ТИ — время интегрирования.
Составные регуляторы позволяют сочетать в одном регуляторе достоинства простейших регуляторов.
Применение вида регулятора в САУ диктуется следующими соображениями:
П — регулятор служит в качестве основного канала прохождения сигнала, а также позволяет уменьшить ненулевые ошибки регулирования;
И — регулятор вводится для превращения в ноль части ошибок регулирования;
Д — регулятор обеспечивает устойчивость САУ, повышает быстродействие и снижает перерегулирование.
1. Измерительные устройства
Н
еотъемлемой
составной частью технических средств
автоматического регулирования, контроля
и защиты
являются измерительные устройства,
отражающие информацию о значениях
различных параметров
или их отклонениях от заданных значений.
Сущность измерения состоит в сравнении
истинного
значения параметра х
с заданным
xЗ.
Рис. 7. Структурная схема измерительного устройства.
Измерительное устройство (рис. 7) функционально состоит из чувствительного элемента, задающего и сравнивающего устройств. Непосредственно соприкасаясь с исследуемой средой, ЧЭ преобразует измеряемый параметр в сигнал, удобный для сравнения. Аналогичный сигнал формируется в ЗУ со значением, определяемым уставкой R задания.
Сигналы ЧЭ и ЗУ в виде усилия, перемещения, электрического тока или другого параметра поступают на вход СУ. В случае рассогласования входных значений на выходе СУ появляется сигнал ΔyД.
Если с изменением значения Δх измеряемого параметра однозначно меняется значение ΔyД выходного сигнала СУ, то такое измерительное устройство является аналоговым и называется датчиком.
Если с изменением измеряемого параметра до определенного порогового значения выходной сигнал СУ меняется ступенчато (релейно), то такое измерительное устройство является дискретным и называется сигнализатором.