Automaattisten ohjausjärjestelmien luokittelu

Automaattisen ohjauslaitteen ja ohjausobjektin joukkoa, jotka on yhdistetty ja vuorovaikutuksessa toistensa kanssa ohjausalgoritmin mukaisesti, kutsutaan automaattiseksi ohjausjärjestelmäksi (ACS).

Automaattiset ohjausjärjestelmät voidaan luokitella ohjaustavan ja toiminnallisten ominaisuuksien mukaan. Ohjausmenetelmän mukaan kaikki järjestelmät on jaettu kahteen suureen luokkaan: tavalliset (ei-itsesäätyvät) ja itsesäätelevät (mukautuvat).

Yksinkertaiseen luokkaan kuuluvat tavalliset järjestelmät eivät muuta rakennettaan johtamisen aikana. Ne ovat kehittyneimpiä ja laajimmin käytettyjä valimoissa ja lämpöpajoissa. Yleiset automaattiset ohjausjärjestelmät on jaettu kolmeen alaluokkaan: avoimet, suljetut ja yhdistetyt ohjausjärjestelmät.

Avoimen silmukan automaattiset ohjausjärjestelmät puolestaan ​​jaetaan automaattisiin jäykiin ohjausjärjestelmiin (SZHU) ja häiriönhallintajärjestelmiin.

Ensimmäisissä järjestelmissä säädin vaikuttaa ohjausobjektiin riippumatta saadusta tuloksesta eli säädettävän suuren arvosta ja ulkoisesta häiriöstä. Häiriönhallintajärjestelmät toimivat sillä periaatteella, että ohjaustoiminta syntyy ohjausobjektiin vaikuttavista ulkoisista häiriöistä riippuen.

Esimerkkinä voidaan harkita valimon tai lämpöpajan lämmitysjärjestelmää. Tässä tapauksessa lämpimän veden kulutus myymälän lämmitysputkessa riippuu ulkoisista sääolosuhteista. Mitä kylmempää ulkona on, sitä enemmän kuumaa vettä syötetään lämpöpatteriin ja päinvastoin.

Poikkeutusperiaatteella toimivia suljettuja automaattiohjausjärjestelmiä kutsutaan myös automaattisiksi ohjausjärjestelmiksi (ACS). Niiden erottuva piirre on suljetun signaalin kulkujakson läsnäolo, eli paluukanavan läsnäolo, jonka kautta informaatio ohjatun muuttujan tilasta välitetään vertailuelementin sisäänmenoon.

Automaattiset ohjausjärjestelmät on suunniteltu ratkaisemaan kolme ongelmaa: ohjatun arvon stabilointi (stabilizoiva ATS), ohjatun arvon muuttaminen tunnettujen (ohjelmoitu ATS) tai tuntemattomien (tracking ATS) ohjelmien mukaan.

ATS-stabiloinnissa säädettävän muuttujan asetusarvo on vakio. Esimerkki tällaisesta järjestelmästä on lämpötilan säätöjärjestelmä lämpöuunin työtilassa. Ohjelmisto-ATS:ssa ohjatun muuttujan arvo muuttuu ajan myötä ennalta suunnitellun (tunnetun) ohjelman mukaan.

Servojärjestelmissä ohjatun muuttujan asetusarvo muuttuu ajan myötä aiemmin tuntemattoman ohjelman mukaan.Seuranta- ja ohjelmisto-ATS:t eroavat stabilaattoreista referenssisignaalin käsittelyperiaatteen suhteen.

Tyypillisin esimerkki servoohjauksesta on tietyn polttoaineen ja ilman kulutuksen suhteen automaattinen ylläpito säädettäessä palamisprosessia polttoaineen sulatus- ja lämmitysuuneissa.

Automaattiset ohjausjärjestelmät: a — avoin, b — esijännite auki, c — kiinni, d — yhdistetty, d — itsesäätyvä, P — säädin, OU — ohjausobjekti, ES — vertailuelementti, UAV — ohjaustoiminnon analysointilaite : VU — laskentalaite, IU on toimeenpaneva laite, AUU on automaattinen ohjauslaite, AUO on ohjausobjektin analyysilaite.

Yhdistetyissä järjestelmissä yhdistyvät poikkeama- ja häiriönhallintajärjestelmien edut, mikä lisää ohjauksen tarkkuutta. Yhdistettyjen järjestelmien huomioimattomien häiriöiden vaikutusta kompensoidaan tai vaimennetaan bias-säädöllä.

Itsesäätelevät (adaptiiviset) järjestelmät voidaan jakaa kolmeen alaluokkaan: äärimmäiset järjestelmät, itseviritysjärjestelmät ja itseviritysjärjestelmät.

Äärimmäisiä säätöjärjestelmiä kutsutaan stabilointi-, seuranta- tai ohjelmoiduiksi ohjausjärjestelmiksi, joissa asetus-, ohjelma- tai toistolaki muuttuu automaattisesti ulkoisten olosuhteiden tai järjestelmän sisäisen tilan muutoksista riippuen suotuisimman (optimaalisen) toimintatavan luomiseksi. ohjausobjekti.

Tällaisissa järjestelmissä pysyvän asetuksen tai ohjelman sijaan asennetaan automaattinen hakulaite, joka analysoi kohteen jokaisen ominaisuuden (tehokkuus, tuottavuus, taloudellisuus jne.) ja antaa saadusta tuloksesta riippuen tarvittavan arvon säädettävä muuttuja ohjauslaitteelle siten, että tällä ominaisuudella on erinomainen arvo erilaisissa järjestelmän toimintaolosuhteisiin vaikuttavissa häiriötekijöissä jatkuvassa muutoksessa.

Itsesäätyvien parametrien järjestelmissä, kun ohjattavan kohteen ulkoiset olosuhteet tai ominaisuudet muuttuvat, tapahtuu automaattinen (ei ennalta määrätyn ohjelman mukainen) muutos ohjauslaitteen muuttuvissa parametreissa järjestelmän vakaan toiminnan ja ylläpidon varmistamiseksi. ohjattu arvo tietyllä tai optimaalisella tasolla.

Itsesäätyvärakenteisissa järjestelmissä ohjausobjektin ulkoisten olosuhteiden ja ominaisuuksien muuttuessa kytkentäkaavion elementtejä vaihdetaan tai siihen lisätään uusia elementtejä. Näiden rakennemuutosten (valinnan) tarkoituksena on saada aikaan parempi ratkaisu johtamisongelmaan.

Rakenteen valinta tapahtuu automaattisella haulla laskennallisilla ja loogisilla operaatioilla. Tällaisten järjestelmien on paitsi mukauduttava kaikkiin kohteen ulkoisten olosuhteiden ja ominaisuuksien muutoksiin, vaan myös toimittava normaalisti myös yksittäisten elementtien toimintahäiriöiden tai vaurioiden esiintyessä, luoden uusia piirejä rikkoutuneiden tilalle. Itsesäätyviä järjestelmiä voidaan saada parantamaan, "saamaan kokemusta" kokeilemalla nopeasti useita vaihtoehtoja, valitsemalla ja "muistamalla" paras.

Toiminnallinen luokitus kaikki automaattiset ohjausjärjestelmät on jaettu neljään luokkaan:

• järjestelmät mekanismien työn koordinoimiseksi,

• järjestelmät teknisten prosessien parametrien säätämiseksi,

• automaattiset ohjausjärjestelmät,

• automaattiset suoja- ja estojärjestelmät.

Järjestelmät, jotka on suunniteltu koordinoimaan laitoksen yksittäisten mekanismien toimintaa tai laitosta kokonaisuutena automaattisten jäykkien ohjausjärjestelmien (SZHU).

Automaattisten ohjausjärjestelmien (ACS) teknologiset prosessit varmistavat ohjatun arvon säilymisen tietyllä tasolla tai sen muuttamisen tietyn ohjelman mukaan.

Automaattiset ohjausjärjestelmät (ACS) sisältävät keinoja ja menetelmiä saada tietoa teknisten prosessiparametrien (lämpötila, paine, pölyisyys tai kaasupitoisuus ilmassa jne.) nykyisistä arvoista ilman ihmisen suoraa osallistumista.

Automaattiset suojajärjestelmät (SAZ) ja estojärjestelmät (SAB) estävät hätätilanteiden syntymisen, kun laitteita käytetään vakaassa tilassa.