3. Принцип регулирования по отклонению (по ошибке).

Основная задача регулирования заключается в выполнении равенства y(t)=g(t). Чем точнее оно выполняется, тем выше качество САРа. Поэтому естественно оценивать САР ошибкой x(t)=g(t)-y(t).

Для идеальной САР эта ошибка равняется нулю. Для реальных она отлична от нуля и ставиться вопрос об уменьшении ее до допустимых пределов. Идея лежащая в основе этого принципа заключается в измерении ошибки x(t), в зависимости от ее знака и величины, формируется регулирующее воздействие, обеспечивающее изменение y(t), в сторону (в зависимости от знака) уменьшения ошибки. Таким образом, обеспечивается изменение регулируемой величины y(t) по требоваемому закону g(t). При x(t)больше нуля регулирующее воздействие должно увеличивать y(t), а при x(t) меньше нуля уменьшать.

При x(t)=0 y(t)=g(t), и регулирующий орган должен оставаться неподвижным. В общем случае для определения ошибки x(t) используются три элемента:

ЗЭ - задающий элемент.

ЧЭ - чувствительный элемент.

СЭ - сравнивающий элемент.

З Э служит для формирования g(t), чувствительный элемент служит для измерения регулируемой величины y(t). СЭ служит для выделения ошибки x(t). Тогда функциональная схема САР, реализующая принцип регулирования по ошибки имеет следующий вид:

Промежуточный элемент может включать в себя: преобразователь импульсных сигналов в непрерывные, усилитель,, корректирующее устройство. В простейшем случае ИЭ, ПЭ могут отсутствовать. Основным преимуществом САР работающей по этому принципу перед рассмотренной ранее, является способность выполнять задачу регулирования при любом количестве возмущаемых воздействий f₁(t), f₂(t), … ,f_n(t). Вторым преимуществом САР является отсутствие жестких требований к стабильности характеристик регулятора и объекта регулирования.

Однако это не относится к ЧЭ, СЭ, ЗЭ так как они принимают участия в выявлении ошибки x(t). К стабильности этих характеристик предъявляются жесткие требования так как точности работы САР обуславливается точностью с которой измеряется ошибка.

Таким образом, САР работающая по ошибке лишена основных недостатков САР работающих по возмущению. Поэтому принцип регулирования по ошибке является основным при построении регулятора. Преимущество этих систем обусловлено тем, что они являются системами с обратной связью, причем связь отрицательна, так как g(t)-y(t).

Однако эти системы также не лишены недостатков. Такие системы имеют склонность к колебанием. Поэтому расчет их значительно сложнее чем расчет систем с регулированием по возмущению.

Лишены указанных недостатков для систем двух типов, комбинированные системы, в которых используется оба принципа регулирования.

Классификация сар.

Многообразие САР повлекло за собой разработку различных направлений для их классификаций .

1 Классификация по принципу действия. По этой классификации все САР могут быть разбиты на три группы:

1. системы работающие по разомкнутому циклу ( принцип регулирования по возмущению )

2. системы работающие по замкнутому циклу ( система регулирования по отклонению).

3. Комбинированные системы.

Так как в дальнейшем будут рассмотрены системы второй группы, то и направление классификации приведем только для них.

Классификация в зависимости от требуемого закона регулируемой величины по этому принципу все САР делят:

1 системы стабилизации

2 системы программного регулированием

3 следящие системы

1 Системы стабилизации предназначены для поддержания постоянного значения регулируемой величины y(t). В этих системах g(t)=g⁰=const. Примерами таких систем могут быть стабилизаторы напряжения, вращения, частоты, и т. д..

2 Системы программного регулирования предназначены для изменения регулируемой величины по известному закону в функциях времени или какой-либо другой величины. В таких системах задающее значение представляет собой известную функцию времени g(t)=g⁰(t) или какой-либо другой величины g(z)=g⁰(z).

g(t) - временные программы

g(z) - параметрические программы.

Различные манипуляторы.

2. Следящие системы предназначены для изменения регулируемой величины y(t) по закону, который заранее не известен. В таких случаях задающее воздействие g(t) случайная функция.