自动化系统中的控制方法

V 自动化系统 应用三种控制方法：

1) 由于控制值的偏差，

2) 受干扰（受负载），

3）合并。

通过控制变量的偏差进行调节的方法 让我们考虑使用直流电机速度控制系统的示例（图 1）。

在运行过程中，作为调节对象的电机 D 会受到各种扰动（电机轴上负载的变化、供电网络的电压、驱动发电机 D 电枢的电机转速、环境变化等）。温度，这又会导致绕组电阻的变化，进而导致电流等的变化）。

所有这些扰动都会导致发动机转速D发生偏差，从而引起e的变化。 ETC。 v. 测速发电机 TG。变阻器 P 包含在测速发电机 TG1 的电路中...变阻器 P1 获取的电压 U0 包含在 TG 测速发电机的电压中。这导致电压差 e = U0 - Utg 通过放大器 Y 馈送到电机 DP，电机 DP 移动变阻器 P 的滑块。电压U0对应被控变量设定值——转速ωО，测速发电机电压Utg——转速当前值。

米。 1、闭环直流电机调速示意图：R——变阻器，OVG——发电机励磁线圈，G——发电机，OVD——电机励磁线圈，D——电机，TG——测速发电机，DP——变阻器滑块驱动电机，U——放大器。

如果在干扰的影响下，这些值之间的差异（偏差）超过预定限值，那么调节器将接收到发电机励磁电流变化形式的参考动作，这将导致这种偏差减少。一般偏转系统由图 1 中的图表表示。 2、一个。

米。 2... 调节方法方案：a——偏差，b——扰动，c——组合，P——调节器，RO——调节机构，OR——调节对象，ES——比较要素，x(T)为设置，Z1 (t) 和 Z2 (t) — 内部调节影响，(T) — 可调值，F(T) 是一种干扰效应。

受控变量的偏差会激活调节器，此操作始终以减少偏差的方式进行。为了获得值ε(t) = x(t) — y(f) 的差异，在系统中引入了一个比较元素ES。

无论受控变量变化的原因如何，调节器都会在偏差控制中采取行动。这无疑是这种方法的一大优势。

扰动控制或扰动补偿的一种方法是基于这样一个事实，即系统使用补偿扰动效应变化的影响的装置。

米。 3... 直流发电机调压示意图： G—发电机，ОВ1、ОВ2—发电机励磁线圈，Rн—负载电阻，F1、F.2—励磁线圈磁动势，Rsh—电阻。

例如，考虑直流发电机的运行（图 3）。发电机有两个励磁绕组：OB1 与电枢电路并联，OB2 连接到电阻 Ri... F1 和 F.2 添加。发电机端电压将取决于总 ppm。 F = F1 + F2。

随着负载电流 Az 的增加（负载电阻 Rn 减小），发电机电压 UG 应该由于发电机电枢两端的电压降增加而降低，但这不会发生，因为 ppm. F2励磁线圈OB2的增加与负载电流Az成正比。

这将导致总 ppm 的增加，并相应地导致发生器电压的均衡。这补偿了负载电流变化时的电压降——发电机的主要干扰。在这种情况下，电阻 RNS 是一种允许您测量干扰 - 负载的设备。

在一般情况下，采用干扰补偿方法运行的系统图如图 1 所示。 2，乙。

焦虑的影响可能由多种原因引起，因此可能不止一种。这使自动控制系统的运行分析变得复杂。它通常仅限于查看由根本原因引起的干扰，例如负载变化。在这种情况下，调节称为负载调节。

一种组合的监管方法（见图 2，c）结合了之前的两种方法：偏差和暴行。它用于构建需要高质量调节的复杂自动化系统。

从图如下2、在每一种调节方式中，每一种自动调节系统都由可调（调节对象）和调节（调节器）两部分组成。在所有情况下，调节器都必须有一个敏感元件来测量控制变量与规定值的偏差，以及一个调节机构来确保控制变量在偏离后恢复设定值。

如果在系统中，调节器直接从传感元件接收作用并由其驱动，则这种控制系统称为直接控制系统，调节器称为直接作用调节器。

在直接作用调节器中，传感元件必须产生足够的功率来改变调节体的位置。这种情况限制了直接监管的应用领域，因为它们倾向于使敏感元件变小，这反过来又难以获得足以推动监管机构的努力。

功率放大器用于增加测量元件的灵敏度并获得足够的功率来移动调节体。与功率放大器一起工作的调节器称为间接调节器，整个系统称为间接调节系统。

在间接控制系统中，辅助机构用于移动来自外部能源或受控对象能量的调节机构。在这种情况下，敏感元件仅作用于辅助机构的控制元件。

自动化控制方法按控制动作类型分类

控制信号由控制系统根据参考变量和来自测量受控变量实际值的传感器的信号生成。接收到的控制信号被馈送到调节器，调节器将其转换为驱动器的控制动作。

执行器迫使物体的调节体处于控制值趋于设定值的位置。在系统运行过程中，被控变量的当前值不断被测量，因此控制信号也会不断产生。

然而，驱动器的调节动作取决于调节器的装置，可以是连续的或间歇的。在图。在图4中，a显示了控制值y与设定值y0的时间偏差曲线Δu，同时在图的下部显示了控制作用Z必须如何连续变化。它与控制信号线性相关，并与其相位一致。

米。 4. 监管影响的主要类型图：a — 连续的，b、c — 周期性的，d — 中继的。

产生这种效果的调节器称为连续调节器，调节器本身就是连续调节器……建立在这种原理上的调节器只有在有控制作用时才起作用，即直到实际与规定之间出现偏差为止控制变量的值。

如果在自动化系统运行期间，连续控制信号的控制动作以一定间隔中断或以单独脉冲的形式提供，则根据此原理运行的控制器称为周期调节器（步进或脉冲）。 . 原则上，有两种可能的方式来形成周期性的控制动作。

在图。图4、b、c表示与控制值连续偏差Δ的间歇控制动作的曲线图。

在第一种情况下，控制动作由具有相同持续时间 Δt 的单独脉冲表示，随后以相等的时间间隔 T1 = t2 = t 在这种情况下，脉冲的幅度 Z = e(t) 与控制动作形成时刻的控制信号。

在第二种情况下，所有脉冲具有相同的值 Z = e(t) 并以固定间隔 T1 = t2 = t 跟随，但具有不同的持续时间 ΔT。在这种情况下，脉冲的持续时间取决于在控制动作形成时控制信号的值。监管机构的监管行动转移到具有相应间断性的监管机构，因此监管机构也改变了其具有间断性的立场。

在实践中，它们也是广泛使用的继电器控制系统……让我们以两位控制调节器的操作为例，考虑继电器控制的操作原理（图 4，d）。

开关控制调节器包括那些只有两个稳定位置的调节器：一个 - 当控制值的偏差超过设定的正极限 + Δy 时，另一个 - 当偏差改变符号并达到负极限 -Δy 时。

两个位置的调节作用绝对值相同但符号不同，这种作用通过调速器使调速器急剧移动，使得偏转的绝对值总是减小。如果偏差Δу的值达到允许的正值+Δу（第1点），则继电器触发，控制动作-Z通过调节器和调节体作用于对象，调节器符号相反但符号相等幅度为控制动作的正值+Z。经过一定时间后，控制值的偏差会减小。

到达点 2 时，偏差 Δy 变为允许的负值-Δy，继电器动作，控制动作 Z 的符号变为相反等。继电器控制器与其他控制器相比，设计简单，相对便宜，广泛用于那些不需要对干扰影响高度敏感的设施。