Statična in astatična regulacija

Astatična regulacija se imenuje taka regulacija, pri kateri se konstantna vrednost vzdržuje v stabilnem stanju pri različnih vrednostih konstantne obremenitve: nadzorovana vrednost je enaka nastavljeni vrednosti.

Astatizem - lastnost merilnih sistemov ali avtomatskih krmilnih sistemov, da zmanjšajo na nič napake pri regulaciji ali sledenju v ustaljenem stanju, ki so nastale pod vplivom nadzora ali motečih vplivov na ta sistem.

Zakon reprodukcije — algoritem delovanja (v nadaljevanju ga bomo imenovali krmilna karakteristika), brez upoštevanja neobčutljivosti regulatorja, izražamo z enačbo y a = yo = const.

Ob prisotnosti neobčutljivosti in skoraj vedno obstaja y = yО +Δyoх, kjer je Δyo vrednost neobčutljivosti regulatorja.

Razmislite o principu delovanja astatičnih in statičnih regulatorjev na primeru delovanja rezervoarja za vodo, nameščenega na stolpu za oskrbo potrošnikov z vodo.

Na sl. 1a prikazuje diagram astatičnega nadzora nivoja v bližini vode v rezervoarju.Plovec 1 je preko vzvoda povezan z drsnikom reostata 2, s pomočjo katerega se enosmerni motor 3, ko se drsnik premakne navzgor ali navzdol iz srednjega položaja, začne vrteti v eno ali drugo smer in premakne ventil 4. (regulacijski organ), dokler se dani nivo vode v rezervoarju ne bo obnovil, to je, dokler napetost, ki se uporablja v armaturnem krogu motorja, ne postane enaka nič in nastopi ravnotežno stanje (ravnovesno stanje).

Ta režim ustreza določeni vnaprej določeni ravni vode v rezervoarju, ki za vse ravnotežne pogoje ostane strogo konstantna do neobčutljivosti krmilnika. Neobčutljivost regulatorja v tem primeru je določena s prisotnostjo zračnosti v sklepih in zagonsko napetostjo motorja, ki je različna od nič.

riž. 1. Shema (a) in krmilna karakteristika (b) astatične regulacije

Če označimo pretok vode skozi q, potem bo grafični prikaz regulacijske karakteristike kot funkcije pretoka q ustrezal odvisnosti, prikazani na sl. 1, b.

sl. 1, vendar je razvidno, da regulacijsko telo (ventil 4) in občutljivi element (plovec 1) nimata neposredne povezave, ampak sta med seboj povezana preko enosmernega motorja in reostata, zato je ta sistem posreden krmilni sistem… Tukaj vsakič, ko je regulacijski element prerazporejen v takšen položaj, da se krmiljena veličina (nivo vode v rezervoarju) pri vsaki obremenitvi (vodni pretok q) vrne na določeno vrednost. Naprave, ki izvajajo astatično regulacijo, imenujemo astatični regulatorji.

Poleg astatične se v praksi pogosto uporablja statična regulacija.

Regulacija se imenuje statična regulacija, če bodo vrednosti nadzorovane spremenljivke, ki se vzpostavijo po koncu prehodnega procesa pri različnih konstantnih vrednostih obremenitve, prevzele tudi različne konstantne vrednosti, odvisno od obremenitve.

Na sl. 2, a prikazuje diagram statične regulacije nivoja vode v glavnem rezervoarju. Plovec 1 deluje neposredno na regulacijsko telo - ventil 2, zato bo regulator v tem primeru regulator z direktnim delovanjem.

Ko se pretok vode q poveča, se bo njena raven v rezervoarju začela zmanjševati, plovec se bo spustil in premaknil ventil, povečal prerez dovodne cevi in ​​s tem količino vode, ki vstopa skozi cev na enoto čas. V tem primeru se bo nivo vode začel dvigovati, dvigniti plovec in hkrati ventil.

Ravnotežje bo nastopilo, ko bo dotok vode enak njeni porabi. Večja kot je obremenitev, tj. pretok q, bolj bo ventil odprt in zato nižje bo plovec v ravnovesju. Zato se bo v tej shemi, ko se obremenitev poveča, vrednost nivoja vode (nadzorovana vrednost y) zmanjšala.

riž. 2... Shema (a) in krmilna karakteristika (b) statične regulacije

Naprave, ki izvajajo statično regulacijo, imenujemo statični regulatorji... Regulacijska karakteristika statičnega regulatorja je izražena z enačbo y = yО +Δy.

Statični regulatorji ne vzdržujejo strogo konstantne vrednosti nadzorovane spremenljivke, ampak z napako, imenovano statična napaka.

Statična napaka se razume kot največje odstopanje nadzorovane vrednosti, ko se obremenitev spremeni od nič do nominalne, tj. Δy = misli — ymv

V teoriji krmiljenja se za opredelitev stopnje odvisnosti odstopanja nadzorovane vrednosti od obremenitve pogosto uporablja koncept relativne statične napake ali statizem regulacije.

Če je krmilna karakteristika jasna (slika 2, b), bo statika konstantna za vse vrednosti obremenitve. Statično vrednost (b) vsakega statičnega regulatorja je mogoče določiti na naslednji način:

δ = (minds — ymv) / usreda,

kjer ums — največja vrednost nadzorovane spremenljivke, ki ustreza obremenitvi q = 0, ymv — najmanjša vrednost nadzorovane spremenljivke, ki ustreza obremenitvi qnom, yCp =(ums — ymv) /2 — vrednost vzete regulirane spremenljivke kot osnova.

Ena od vrednosti nadzorovane spremenljivke umax, ymin, y se lahko vzame kot osnovna vrednost, povprečje itd.

Statični krmilniki, kljub dejstvu, da so neločljivo povezani s statično napako, se pogosto uporabljajo, ker so preprosti po zasnovi in ​​zagotavljajo stabilno delovanje v prehodnih načinih. Astatični regulatorji so nagnjeni k nihanjem in v večini primerov nimajo potrebne stabilnosti brez pripomočkov.