自動化系統中的控制方法

V 自動化系統 應用三種控制方法：

1) 由於控制值的偏差，

2) 受干擾（受負載），

3）合併。

通過控制變量的偏差進行調節的方法 讓我們考慮使用直流電機速度控制系統的示例（圖 1）。

在運行過程中，作為調節對象的電機 D 會受到各種擾動（電機軸上負載的變化、供電網絡的電壓、驅動發電機 D 電樞的電機轉速、環境變化等）。溫度，這又會導致繞組電阻的變化，進而導致電流等的變化）。

所有這些擾動都會導致發動機轉速D發生偏差，從而引起e的變化。 ETC。 v. 測速發電機 TG。變阻器 P 包含在測速發電機 TG1 的電路中...變阻器 P1 獲取的電壓 U0 包含在 TG 測速發電機的電壓中。這導致電壓差 e = U0 - Utg 通過放大器 Y 饋送到電機 DP，電機 DP 移動變阻器 P 的滑塊。電壓U0對應被控變量設定值——轉速ωО，測速發電機電壓Utg——轉速當前值。

米。 1、閉環直流電機調速示意圖：R——變阻器，OVG——發電機勵磁線圈，G——發電機，OVD——電機勵磁線圈，D——電機，TG——測速發電機，DP——變阻器滑塊驅動電機，U——放大器。

如果在干擾的影響下，這些值之間的差異（偏差）超過預定限值，那麼調節器將接收到發電機勵磁電流變化形式的參考動作，這將導致這種偏差減少。一般偏轉系統由圖 1 中的圖表表示。 2、一個。

米。 2... 調節方法方案：a——偏差，b——擾動，c——組合，P——調節器，RO——調節機構，OR——調節對象，ES——比較要素，x(T)為設置，Z1 (t) 和 Z2 (t) — 內部調節影響，(T) — 可調值，F(T) 是乾擾效應。

受控變量的偏差會激活調節器，此操作始終以減少偏差的方式進行。為了獲得值的差異ε(t) = x(t) — y(f)，系統中引入了一個比較元素ES。

無論受控變量變化的原因如何，調節器都會在偏差控制中採取行動。這無疑是這種方法的一大優勢。

擾動控製或擾動補償的一種方法是基於這樣一個事實，即係統使用補償擾動效應變化影響的裝置。

米。 3... 直流發電機調壓示意圖： G—發電機，ОВ1、ОВ2—發電機勵磁線圈，Rн—負載電阻，F1、F.2—勵磁線圈磁動勢，Rsh—電阻。

例如，考慮直流發電機的運行（圖 3）。發電機有兩個勵磁繞組：OB1 與電樞電路並聯連接，OB2 連接到電阻 Ri... F1 和 F.2 添加。發電機端電壓將取決於總 ppm。 F = F1 + F2。

隨著負載電流 Az 的增加（負載電阻 Rn 減小），發電機電壓 UG 應該由於發電機電樞兩端的電壓降增加而降低，但這不會發生，因為 ppm. F2勵磁線圈OB2的增加與負載電流Az成正比。

這將導致總 ppm 的增加，並相應地導致發生器電壓的均衡。這補償了負載電流變化時的電壓降——發電機的主要干擾。在這種情況下，電阻 RNS 是一種允許您測量干擾 - 負載的設備。

在一般情況下，採用乾擾補償方法運行的系統圖如圖 1 所示。 2，乙。

焦慮的影響可能由多種原因引起，因此可能不止一種。這使自動控制系統的運行分析變得複雜。它通常僅限於查看由根本原因引起的干擾，例如負載變化。在這種情況下，調節稱為負載調節。

一種組合的監管方法（見圖 2，c）結合了之前的兩種方法：偏差和暴行。它用於構建需要高質量調節的複雜自動化系統。

從圖如下2、在每一種調節方式中，每一種自動調節系統都由可調（調節對象）和調節（調節器）兩部分組成。在所有情況下，調節器都必須有一個敏感元件來測量控制變量與規定值的偏差，以及一個調節機構來確保控制變量在偏離後恢復設定值。

如果在系統中，調節器直接從傳感元件接收作用並由其驅動，則這種控制系統稱為直接控制系統，調節器稱為直接作用調節器。

在直接作用調節器中，傳感元件必須產生足夠的功率來改變調節體的位置。這種情況限制了直接監管的應用領域，因為它們傾向於使敏感元件變小，這反過來又難以獲得足以推動監管機構的努力。

功率放大器用於增加測量元件的靈敏度並獲得足夠的功率來移動調節體。與功率放大器一起工作的調節器稱為間接調節器，整個系統稱為間接調節系統。

在間接控制系統中，輔助機構用於移動來自外部能源或受控對象能量的調節機構。在這種情況下，敏感元件僅作用於輔助機構的控制元件。

自動化控制方法按控制動作類型分類

控制信號由控制系統根據參考變量和來自測量受控變量實際值的傳感器的信號生成。接收到的控制信號被饋送到調節器，調節器將其轉換為驅動器的控制動作。

執行器迫使物體的調節體處於控制值趨於設定值的位置。在系統運行過程中，被控變量的當前值不斷被測量，因此控制信號也會不斷產生。

然而，驅動器的調節動作取決於調節器的裝置，可以是連續的或間歇的。在圖。在圖4中，a顯示了控制值y與設定值y0的時間偏差曲線Δu，同時在圖的下部顯示了控製作用Z必須如何連續變化。它與控制信號線性相關，並與其相位一致。

米。 4. 監管影響的主要類型圖：a — 連續的，b、c — 週期性的，d — 中繼的。

產生這種效果的調節器稱為連續調節器，調節本身就是連續調節……建立在這種原理上的調節器只有在有控製作用時才起作用，即直到實際與規定之間出現偏差為止控制變量的值。

如果在自動化系統運行期間，連續控制信號的控制動作以特定間隔中斷或以單獨脈衝的形式提供，則根據此原理運​​行的控制器稱為周期調節器（步進或脈衝）。 . 原則上，有兩種可能的方式來形成周期性的控制動作。

在圖。圖4、b、c表示與控制值連續偏差Δ的間歇控制動作的曲線圖。

在第一種情況下，控制動作由具有相同持續時間 Δt 的單獨脈衝表示，隨後以相等的時間間隔 T1 = t2 = t 在這種情況下，脈衝的幅度 Z = e(t) 與控制動作形成時刻的控制信號。

在第二種情況下，所有脈衝具有相同的值 Z = e(t) 並以固定間隔 T1 = t2 = t 跟隨，但具有不同的持續時間 ΔT。在這種情況下，脈衝的持續時間取決於在控制動作形成時控制信號的值。監管機構的監管行動轉移到具有相應間斷性的監管機構，因此監管機構也改變了其具有間斷性的立場。

在實踐中，它們也是廣泛使用的繼電器控制系統……讓我們以兩位控制調節器的操作為例，考慮繼電器控制的操作原理（圖 4，d）。

開關控制調節器包括那些只有兩個穩定位置的調節器：一個 - 當控制值的偏差超過設定的正極限 + Δy 時，另一個 - 當偏差改變符號並達到負極限 -Δy 時。

兩個位置的調節作用絕對值相同但符號不同，這種作用通過調速器使調速器急劇移動，使得偏轉的絕對值總是減小。如果偏差Δу的值達到允許的正值+Δу（第1點），則繼電器觸發，控制動作-Z通過調節器和調節體作用於對象，調節器符號相反但符號相等幅度為控制動作的正值+Z。經過一定時間後，控制值的偏差會減小。

到達點 2 時，偏差 Δy 變為允許的負值-Δy，繼電器動作，控制動作 Z 的符號變為相反等。繼電器控制器與其他控制器相比，設計簡單，相對便宜，廣泛用於那些不需要對乾擾影響高度敏感的設施。