Statische en astatische regeling

Astatische regeling wordt zo'n regeling genoemd, waarbij een constante waarde in een stabiele toestand wordt gehouden bij verschillende waarden van een constante belasting: een gecontroleerde waarde gelijk aan de ingestelde waarde.

Astatisme - een eigenschap van meetsystemen of automatische controlesystemen om fouten in stationaire regeling of tracking tot nul terug te brengen, die optraden onder invloed van controle of storende invloeden op dit systeem.

De reproductiewet - het algoritme van de werking (hierna zullen we het de besturingskarakteristiek noemen), zonder rekening te houden met de ongevoeligheid van de controller, wordt uitgedrukt door de vergelijking ya = yo = const.

In aanwezigheid van ongevoeligheid en het bestaat bijna altijd y = yО +Δyoх waarbij Δyo de waarde is van de ongevoeligheid van de controller.

Overweeg het werkingsprincipe van astatische en statische regelaars, aan de hand van het voorbeeld van de werking van een watertank die op de toren is geïnstalleerd om consumenten van water te voorzien.

In afb. 1a toont een schema van de astatische niveauregeling nabij het water in de tank.De vlotter 1 is via de hendel verbonden met de schuif van de reostaat 2, met behulp waarvan de gelijkstroommotor 3, telkens wanneer de schuif omhoog of omlaag beweegt vanuit de middenpositie, in de een of andere richting begint te draaien en klep 4 beweegt (regelorgaan), totdat het gegeven waterniveau in de tank niet wordt hersteld, dat wil zeggen totdat de spanning die wordt aangelegd op het ankercircuit van de motor gelijk wordt aan nul en er een evenwichtstoestand (evenwichtstoestand) optreedt.

Dit regime komt overeen met een bepaald vooraf bepaald waterniveau in de tank, dat voor alle evenwichtsomstandigheden strikt constant blijft tot de ongevoeligheid van de controller. De ongevoeligheid van de regelaar wordt in dit geval bepaald door de aanwezigheid van speling in de gewrichten en de startspanning van de motor, die verschilt van nul.

Rijst. 1. Schema (a) en regelkarakteristiek (b) van de astatische regeling

Als we het waterdebiet door q aangeven, dan zal de grafische weergave van de regelkarakteristiek als functie van het debiet q overeenkomen met de afhankelijkheid getoond in Fig. 1, geb.

Afb. 1, maar het is te zien dat het regellichaam (klep 4) en het gevoelige element (vlotter 1) geen directe verbinding hebben, maar met elkaar zijn verbonden via een gelijkstroommotor en een regelweerstand, daarom is dit systeem een ​​indirect regelsysteem... Hier telkens, wanneer het regelelement zodanig wordt herschikt dat de regelgrootheid (waterniveau in de tank) bij elke belasting (waterdebiet q) wordt teruggebracht naar een bepaalde waarde. Apparaten die astatische regulering uitvoeren, worden astatische regelaars genoemd.

Naast astatisch wordt in de praktijk veel gebruik gemaakt van statische regulatie.

De regeling wordt statische regeling genoemd als de waarden van de geregelde variabele die worden vastgesteld na het einde van het transiënte proces bij verschillende constante belastingswaarden ook verschillende constante waarden aannemen, afhankelijk van de belasting.

In afb. 2, a toont een diagram van de statische regeling van het waterniveau in de koptank. Vlotter 1 werkt rechtstreeks op het regellichaam - klep 2, daarom zal de regelaar in dit geval een direct werkende regelaar zijn.

Naarmate het debiet q van het water toeneemt, zal het niveau in de tank beginnen te dalen, de vlotter zal zakken en de klep bewegen, waardoor de dwarsdoorsnede van de toevoerleiding toeneemt en dienovereenkomstig de hoeveelheid water die per eenheid door de leiding stroomt tijd. In dit geval begint het waterpeil te stijgen, waardoor de vlotter omhoog gaat en tegelijkertijd de klep.

Evenwicht zal optreden wanneer de instroom van water gelijk is aan het verbruik. Hoe groter de belasting, d.w.z. de stroomsnelheid q, hoe meer de klep wordt geopend en dus hoe lager de vlotter in evenwicht zal zijn. Daarom zal in dit schema, naarmate de belasting toeneemt, de waarde van het waterpeil (gecontroleerde waarde y) afnemen.

Rijst. 2... Schema (a) en regelkarakteristiek (b) van de statische regeling

Apparaten die statische regeling uitvoeren, worden statische regelaars genoemd. De regelkarakteristiek van de statische regelaar wordt uitgedrukt door de vergelijking y = yО +Δy.

Statische controllers handhaven geen strikt constante waarde van de gecontroleerde variabele, maar met een fout die statische fout wordt genoemd.

Onder statische fout wordt verstaan ​​de grootste afwijking van de gecontroleerde waarde wanneer de belasting verandert van nul naar nominaal, d.w.z. Δy = geesten — ymv

In de regeltheorie wordt vaak het concept van relatieve statische fout of statisme van regulering gebruikt om de mate van afhankelijkheid van de afwijking van de gecontroleerde waarde van de belasting te karakteriseren.

Als de regelkarakteristiek duidelijk is (fig. 2, b), zal de statische constant zijn voor alle belastingswaarden. De statische waarde (b) van elke statische regelaar kan als volgt worden bepaald:

δ = (gedachten — ymv) / uwoensdag,

waarbij ums — de maximumwaarde van de gecontroleerde variabele die overeenkomt met de belasting q = 0, ymv — de minimumwaarde van de gecontroleerde variabele die overeenkomt met de belasting qnom, yCp =(ums — ymv) /2 — de waarde van de gecontroleerde variabele genomen als basis.

Een van de waarden van de gecontroleerde variabele umax, ymin, y kan als basiswaarde worden genomen, Avg, enz.

Statische controllers worden, ondanks het feit dat ze inherent zijn aan statische fouten, veel gebruikt omdat ze eenvoudig van ontwerp zijn en zorgen voor een stabiele werking in tijdelijke modi. Astatische ademautomaten zijn onderhevig aan schommelingen en hebben in de meeste gevallen niet de nodige stabiliteit zonder hulpmiddelen.