Staattinen ja astaattinen säätö

Astaattista säätöä kutsutaan sellaiseksi säätelyksi, jossa vakioarvoa pidetään tasaisessa tilassa vakiokuorman eri arvoilla: ohjattu arvo, joka on yhtä suuri kuin asetettu arvo.

Astatismi — mittausjärjestelmien tai automaattisten ohjausjärjestelmien ominaisuus, joka vähentää nollaan vakaan tilan säätelyn tai seurannan virheitä, jotka tapahtuivat järjestelmän ohjauksen tai häiritsevien vaikutusten vaikutuksesta.

Toistumisen laki - toiminta-algoritmi (jäljempänä kutsumme sitä ohjausominaispiirteeksi), ottamatta huomioon ohjaimen herkkyyttä, ilmaistaan ​​yhtälöllä y a = yo = const.

Epäherkkyyden esiintyessä ja se on lähes aina olemassa y = yО +Δyoх missä Δyo on säätimen herkkyyden arvo.

Harkitse astaattisten ja staattisten säätimien toimintaperiaatetta käyttämällä esimerkkiä torniin asennetun vesisäiliön toiminnasta kuluttajien veden toimittamiseen.

Kuvassa Kuvassa 1a on kaavio astaattisen tason säätimestä lähellä säiliössä olevaa vettä.Vivun läpi kulkeva uimuri 1 on kytketty reostaatin 2 liukusäätimeen, jonka avulla DC-moottori 3 alkaa aina kun liukusäädin liikkuu ylös tai alas keskiasennosta, alkaa pyöriä suuntaan tai toiseen ja siirtää venttiiliä 4 (säätelyelin), kunnes tiettyä vesitasoa säiliössä ei palauteta, eli kunnes moottorin ankkuripiiriin syötetty jännite on yhtä suuri kuin nolla ja tasapainotila (tasapainotila) syntyy.

Tämä järjestelmä vastaa tiettyä ennalta määrättyä vesitasoa säiliössä, joka pysyy kaikissa tasapainoolosuhteissa tiukasti vakiona ohjaimen herkkyyteen asti. Säätimen herkkyys tässä tapauksessa määräytyy nivelten välyksen ja moottorin käynnistysjännitteen perusteella, joka eroaa nollasta.

Riisi. 1. Astaattisen säädön kaavio (a) ja ohjausominaisuus (b).

Jos merkitsemme veden virtausta q:n läpi, niin ohjauskäyrän graafinen esitys virtausnopeuden q funktiona vastaa kuvassa 2 esitettyä riippuvuutta. 1, b.

Kuva. 1, mutta voidaan nähdä, että säätörungolla (venttiili 4) ja herkällä elementillä (uimuri 1) ei ole suoraa yhteyttä, vaan ne on kytketty toisiinsa tasavirtamoottorin ja reostaatin kautta, joten tämä järjestelmä on epäsuora ohjausjärjestelmä… Täällä joka kerta, kun säätöelementti on järjestetty uudelleen sellaiseen asentoon, että ohjattu muuttuja (säiliön vedenkorkeus) palautuu jokaisella kuormalla (vesivirtaus q) tiettyyn arvoon. Astaattista säätöä suorittavia laitteita kutsutaan astaattisiksi säätimiksi.

Astaattisen ohella staattista säätöä käytetään laajasti käytännössä.

Säätöä kutsutaan staattiseksi ohjaukseksi, jos säädettävän suuren arvot, jotka määritetään transienttiprosessin päätyttyä erilaisilla vakiokuormitusarvoilla, ottavat myös erilaisia ​​vakioarvoja kuormituksesta riippuen.

Kuvassa Kuvassa 2 on esitetty kaavio säiliön vedenpinnan staattisesta säätelystä. Uimuri 1 vaikuttaa suoraan säätörunkoon — venttiiliin 2, joten säädin on tässä tapauksessa suoratoiminen säädin.

Kun veden virtausnopeus q kasvaa, sen taso säiliössä alkaa laskea, uimuri laskee ja siirtää venttiiliä, mikä lisää syöttöputken poikkileikkausta ja vastaavasti putken läpi tulevan veden määrää yksikköä kohti aika. Tässä tapauksessa vedenpinta alkaa nousta, nostaen uimuria ja samalla venttiiliä.

Tasapaino syntyy, kun veden sisäänvirtaus on yhtä suuri kuin sen kulutus. Mitä suurempi kuorma, ts. Mitä enemmän virtausnopeus q, sitä enemmän venttiili avautuu ja siksi sitä pienempi uimuri on tasapainossa. Siksi tässä järjestelmässä, kun kuormitus kasvaa, vedenpinnan arvo (ohjattu arvo y) laskee.

Riisi. 2... Staattisen säädön kaavio (a) ja ohjausominaisuus (b).

Staattista säätöä suorittavia laitteita kutsutaan staattisiksi säätimiksi... Staattisen säätimen ohjausominaisuus ilmaistaan ​​yhtälöllä y = yО +Δy.

Staattiset ohjaimet eivät ylläpidä säädettävän muuttujan tiukasti vakioarvoa, mutta niissä on virhe, jota kutsutaan staattiseksi virheeksi.

Staattisella virheellä tarkoitetaan ohjatun arvon suurinta poikkeamaa kuorman muuttuessa nollasta nimellisarvoon, ts. Δy = mielet — ymv

Säätöteoriassa käytetään usein suhteellisen staattisen virheen tai säätelyn statismin käsitettä kuvaamaan säädetyn arvon poikkeaman riippuvuuden astetta kuormasta.

Jos ohjauskäyrä on selvä (kuva 2, b), staattinen jännite on vakio kaikille kuormitusarvoille. Kunkin staattisen säätimen staattinen arvo (b) voidaan määrittää seuraavasti:

δ = (mielit — ymv) / ukeskiviikko,

jossa ums — kuormaa vastaavan säädettävän muuttujan maksimiarvo q = 0, ymv — kuormaa qnom vastaavan säädettävän muuttujan minimiarvo, yCp =(ums — ymv) /2 — ohjatun muuttujan arvo otettu pohjana.

Yksi säädetyn muuttujan umax, ymin, y arvoista voidaan ottaa perusarvoksi. Avg jne.

Staattisia ohjaimia, huolimatta siitä, että ne ovat luontaisia ​​​​staattiselle virheelle, käytetään laajalti, koska ne ovat yksinkertaisia ​​​​ja ne tarjoavat vakaan toiminnan transienttitiloissa. Astaattiset säätimet ovat herkkiä heilahteluille, ja useimmissa tapauksissa niillä ei ole tarvittavaa vakautta ilman apuvälineitä.