2.3.Типы систем автоматического регулирования

Свойства систем автоматического регулирования в значительной степени определяются тем, какая форма придается сигналу управления, воздействующему на исполнительное устройство. Рассмотрим основные способы формирования сигнала управления в регуляторах.

1. Непрерывной называется такая система автоматического регулирования, в которой непрерывному изменению регулируемой величины соответствует непрерывное изменение параметров во всех звеньях системы. Для этого все элементы системы должны обладать непрерывными характеристиками. В этом случае сигнал управления принимает любые промежуточные положения в пределах его изменения от минимума до максимума. Очевидно, система регулирования уровня воды в баке является непрерывной.

2. Релейной называется система автоматического регулирования, имеющая в своем составе среди основных элементов хотя бы один релейный элемент, то есть элемент, в котором непрерывному изменению входной величины соответствует скачкообразное изменение выходной величины, принимающей фиксированные значения. При этом выходная величина появляется лишь при определенных значениях входной величины.

Релейные системы нашли преимущественное распространение при автоматизации процесса маневрирования затворами.

3. Системами прерывистого действия называются системы автоматического регулирования, имеющие в своем составе специальное устройство для периодического размыкания цепи автоматического ре­гулирования. Часто в этих системах используют релейные элементы, в этом случае говорят об импульсных системах. В системах прерывистого действия цепь системы автоматического регулирования непрерывного действия размыкается через равные промежутки времени специальным устройством; при этом длительность всех импульсов одинакова, а их величина и форма меняются в зависимости от величины и формы входной величины . В отличие от систем прерывистого действия, в импульсных системах величина импульса на выходе остается неизмененной по величине благодаря наличию релейного элемента;

длительность импульса может быть неизменной или пропорциональной входной величине , в зависимости от конструктивного исполнения.

Соответственно этому и регуляторы называются либо импульсными, либо пропорционально-импульсными.

Кроме того, наряду с пропорционально-импульсными системами, в которых длительность цикла регулирования постоянна, существуют регуляторы, в которых остается постоянной пауза, независимо от продолжительности импульса, и, следовательно,.

На рисунке 2.2. приведены формы сигналов управления в системах непрерывного, прерывистого и импульсного действия.

В мелиоративных системах для регулирования уровней и расходов воды в открытых каналах применяются как импульсные, так и пропорционально-импульсные регуляторы с переменным .

2.4. Три основных класса систем автоматического регулирования

В зависимости от способа формирования задания различают три основных класса систем автоматического регулирования: 1) автоматической стабилизации; 2) программного регулирования и 3) следящие.

Мы рассмотрели структуру системы автоматического регулирования с одной регулируемой величиной (уровень в канале). В ней управляющее воздействие представляет собой величину, которую необходимо поддерживать неизменной. Такие системы называются систе­мами автоматической стабилизации.

В тех случаях, когда регулируемая величина должна изменяться во времени по заранее известному закону, уставка задатчика регулятора не остается неизменной (как в случае систем автоматической стабилизации), а изменяется по заданному закону. Изменение осуществляется специальным задатчиком, например кулачковым механизмом, приводимым в движение синхронным двигателем. Такие системы называются системами автоматического программного регулирования.

Третий класс представляют следящие системы. В них задание также не остается неизменным. Но вследствие того, что закон изменения регулируемой величины заранее неизвестен, исполнительный механизм воспроизводит с минимальной ошибкой движение, задаваемое ему (по любому закону) каким-либо командным механизмом. Следящий электропривод имеет широкое распространение в технике автоматического регулирования; в.частности, для изменения положения затворов и уставки их с диспетчерского пункта в любое промежуточ­ное положение используется принцип следящей системы.

Распространены также более сложные, смешанные системы, в которых имеются различные сочетания систем стабилизации, программного регулирования и слежения.