Автоматические системы регулирования


Датчики

Многие задачи управления технологическими процессами (рис. В.1) можно решить путем стабилизации технологических параметров объекта относительно их заданных значений, то есть реализовать частный случай автоматического управления, получившего название регулирование.

Регулированием называют поддержание выходных параметров объекта относительно их заданных значений, постоянных или переменных, путем изменения подачи регулирующих воздействий. Если этот процесс осуществляется с помощью технических средств без участия человека, то он называется автоматическим.

Под объектом регулирования понимают аппарат или совокупность аппаратов, в которых осуществляется регулируемый процесс.

Автоматические системы регулирования

В качестве средств получения информации используются рассмотренные в предыдущих разделах измерительные приборы и преобразователи (датчики), работающие в автоматическом режиме.

В соответствии с поставленной перед автоматической системой регулирования (АСР) задачей обеспечить поддержание регулируемого параметра в некоторой малой окрестности относительно его заданного значения вместо устройства управления используется автоматический регулятор.

Под действием внешних или внутренних возмущений изменяется значение регулируемого параметра у (рис. 8.2). Датчик (измерительный преобразователь) преобразует регулируемый параметр в унифицированный электрический или пневматический сигнал у, который поступает на вход регулятора. Здесь текущее значение у сравнивается с заданным значением узд и по определенному закону, реализуемому регулятором (закон регулирования, или алгоритм), преобразуется в регулирующее воздействие Хр, которое поступает на исполнительный

механизм, перемещающий регулирующий орган. Последний изменяет расход массы или энергии в объект до тех пор, пока отклонение текущего значения регулируемого параметра не станет меньше некоторого

Автоматические системы регулирования

заданного значения

Рис. 8.2. Схема одноконтурной системы регулирования по отклонению

Таким образом, регулятор формирует регулирующее воздействие, постоянно оценивая результат работы системы по величине отклонения регулируемого параметра от заданного значения. Такой способ регулирования получил название «регулирование по отклонению». Реализация способа возможна благодаря использованию обратной связи, которая обеспечивает передачу информации с выхода системы на вход и

См. также:  {:ru}Что такое давление насыщенного пара?{:}{:uk}Що таке тиск насиченої пари?{:}{:en}What is the saturated vapor pressure?{:}

создает замкнутый контур регулирования.

Системы, работающие по принципу компенсации возмущения, не имеют замкнутого контура регулирования и поэтому не анализируют результат (рис. 8.3).

Автоматические системы регулирования

Рис. 8.3. Схема системы регулирования по возмущению

 

Реализуется принцип опережения воздействия по отношению к реакции системы. В этом случае алгоритм регулятора с большой точностью должен учитывать статические и динамические свойства всей системы. Достичь этого в абсолютном большинстве случаев не удается в связи со сложностью технологических процессов, поэтому используются комбинированные системы, сочетающие положительные свойства систем регулирования по отклонению и по возмущению (см. рис. 8.4).

Выбирается внешнее возмущающее воздействие, оказывающее наибольшее влияние на процесс, и строится система компенсации влияния этого возмущения на базе регулятора 2. Влияние остальных возмущений компенсируется АСР, работающей по принципу отклонения и реализованной на базе регулятора 1.

Автоматические системы регулирования

Рис. 8.4. Схема комбинированной системы регулирования