Statisk och astatisk reglering
Astatisk reglering kallas sådan reglering, där ett konstant värde hålls i ett konstant tillstånd vid olika värden av en konstant last: ett kontrollerat värde lika med det inställda värdet.
Astatism — en egenskap hos mätsystem eller automatiska styrsystem för att reducera till noll fel i steady-state reglering eller spårning, som inträffade under påverkan av styrning eller störande inverkan på detta system.
Lagen för reproduktion — operationsalgoritmen (hädanefter kommer vi att kalla det kontrollkarakteristiken), utan att ta hänsyn till styrenhetens okänslighet, uttrycks av ekvationen y a = yo = const.
I närvaro av okänslighet och det existerar nästan alltid y = yО +Δyoх där Δyo är värdet på regulatorns okänslighet.
Tänk på principen om drift av astatiska och statiska regulatorer, med hjälp av exemplet på drift av en vattentank installerad på tornet för att förse konsumenterna med vatten.
I fig. 1a visar ett diagram över den astatiska nivåkontrollen nära vattnet i tanken.Flottören 1 genom spaken är ansluten till reostatens 2 reglage, med hjälp av vilken DC-motorn 3, närhelst reglaget rör sig uppåt eller nedåt från mittläget, börjar rotera i en eller annan riktning och flyttar ventilen 4 (reglerkropp), tills den givna vattennivån i tanken inte kommer att återställas, det vill säga tills spänningen som appliceras på motorns ankarkrets blir lika med noll och ett jämviktstillstånd (jämviktstillstånd) inträffar.
Denna regim motsvarar en viss förutbestämd nivå av vatten i tanken, som för alla jämviktsförhållanden förblir strikt konstant tills styrenheten är okänslig. Regulatorns okänslighet i detta fall bestäms av närvaron av glapp i lederna och motorns startspänning, som skiljer sig från noll.
Ris. 1. Schema (a) och kontrollkaraktäristik (b) för den astatiska regleringen
Om vi betecknar vattenflödet genom q, kommer den grafiska representationen av kontrollkarakteristiken som en funktion av flödeshastigheten q att motsvara beroendet som visas i fig. 1, b.
Fikon. 1, men det kan ses att reglerkroppen (ventil 4) och det känsliga elementet (flottör 1) inte har en direkt koppling, utan är anslutna till varandra via en DC-motor och en reostat, därför är detta system en indirekt styrsystem... Här varje gång, när reglerelementet omarrangeras i ett sådant läge att den reglerade variabeln (vattennivån i tanken) återförs vid varje belastning (vattenflöde q) till ett visst värde. Enheter som utför astatisk reglering kallas astatiska regulatorer.
Tillsammans med astatisk, används statisk reglering i stor utsträckning i praktiken.
Regleringen kallas statisk styrning om värdena för den styrda variabeln som fastställs efter slutet av den transienta processen vid olika konstanta belastningsvärden också kommer att anta olika konstanta värden beroende på belastningen.
I fig. 2 visar a ett diagram över den statiska regleringen av vattennivån i huvudtanken. Flottör 1 verkar direkt på reglerorganet — ventil 2, därför kommer regulatorn i detta fall att vara en direktverkande regulator.
När vattenflödet q ökar, kommer dess nivå i tanken att börja minska, flottören kommer att sänkas och flytta ventilen, vilket ökar tillförselrörets tvärsnitt och följaktligen mängden vatten som kommer in genom röret per enhet tid. I det här fallet kommer vattennivån att börja stiga, vilket höjer flottören och samtidigt ventilen.
Jämvikt uppstår när inflödet av vatten är lika med dess förbrukning. Ju större belastning, d.v.s. flödeshastigheten q, desto mer kommer ventilen att öppnas och därför kommer flottören att vara i jämvikt. Därför, i detta schema, när belastningen ökar, kommer vattennivåvärdet (kontrollerat värde y) att minska.
Ris. 2... Schematisk (a) och kontrollkaraktäristik (b) för den statiska regleringen
Enheter som utför statisk reglering kallas statiska regulatorer... Styrkarakteristiken för den statiska regulatorn uttrycks med ekvationen y = yО +Δy.
Statiska regulatorer upprätthåller inte ett strikt konstant värde på den styrda variabeln, utan med ett fel som kallas statiskt fel.
Statiskt fel förstås som den största avvikelsen av det kontrollerade värdet när belastningen ändras från noll till nominell, d.v.s. Δy = sinnen — ymv
I kontrollteorin används ofta begreppet relativt statiskt fel, eller regleringsstatism, för att karakterisera graden av beroende av avvikelsen av det kontrollerade värdet på lasten.
Om reglerkarakteristiken är klar (fig. 2, b), kommer statiken att vara konstant för alla belastningsvärden. Det statiska värdet (b) för varje statisk regulator kan bestämmas enligt följande:
δ = (sinne — ymv) / uonsdag,
där ums — det maximala värdet för den styrda variabeln som motsvarar belastningen q = 0, ymv — det lägsta värdet för den kontrollerade variabeln som motsvarar belastningen qnom, yCp =(ums — ymv) /2 — värdet på den styrda variabeln taget som bas.
Ett av värdena för den styrda variabeln umax, ymin, y kan tas som ett basvärde. Avg, etc.
Statiska styrenheter, trots att de är inneboende i statiska fel, används ofta eftersom de är enkla i design och ger stabil drift i transienta lägen. Astatiska regulatorer är benägna för fluktuationer och har i de flesta fall inte den nödvändiga stabiliteten utan hjälpmedel.