Classificatie van automatische besturingssystemen

De set van automatisch besturingsapparaat en besturingsobject die zijn verbonden en met elkaar communiceren in overeenstemming met het besturingsalgoritme, wordt automatisch besturingssysteem (ACS) genoemd.

Automatische besturingssystemen kunnen worden geclassificeerd op basis van de besturingsmethode en functionele kenmerken. Volgens de besturingsmethode zijn alle systemen verdeeld in twee grote klassen: gewoon (niet-zelfregulerend) en zelfregulerend (adaptief).

Gewone systemen die tot de eenvoudige categorie behoren, veranderen tijdens het beheer niet van structuur. Ze zijn het meest ontwikkeld en worden het meest gebruikt in gieterijen en thermische werkplaatsen. Gangbare automatische besturingssystemen zijn onderverdeeld in drie subklassen: open, gesloten en gecombineerde besturingssystemen.

Automatische besturingssystemen met open lus zijn op hun beurt onderverdeeld in automatische rigide besturingssystemen (SZHU) en storingscontrolesystemen.

In de eerste systemen werkt de regelaar op het besturingsobject ongeacht het verkregen resultaat, dat wil zeggen de waarde van de geregelde variabele en de externe storing. Storingscontrolesystemen werken volgens het principe dat de besturingsactie wordt gegenereerd afhankelijk van de externe verstoringen die het besturingsobject beïnvloeden.

Neem als voorbeeld het verwarmingssysteem van een gieterij of thermische werkplaats. In dit geval is het verbruik van warm water in de verwarmingsleiding van de winkel afhankelijk van de externe weersomstandigheden. Hoe kouder het buiten is, hoe meer warm water er naar de radiatoren gaat en vice versa.

Gesloten automatische besturingssystemen die werken volgens het afbuigprincipe worden ook wel automatische besturingssystemen (ACS) genoemd. Hun onderscheidende kenmerk is de aanwezigheid van een gesloten cyclus van signaaldoorgang, d.w.z. de aanwezigheid van een retourkanaal waardoor informatie over de toestand van de bestuurde variabele wordt verzonden naar de ingang van het vergelijkingselement.

Automatische regelsystemen zijn ontworpen om drie problemen op te lossen: stabilisatie van de gecontroleerde waarde (stabilizing ATS), het wijzigen van de gecontroleerde waarde volgens bekende (geprogrammeerde ATS) of onbekende (tracking ATS) programma's.

Bij ATS-stabilisatie is het setpoint van de geregelde variabele constant. Een voorbeeld van zo'n systeem is het temperatuurregelsysteem in de werkruimte van een thermische oven. In software ATS verandert de waarde van de gecontroleerde variabele in de loop van de tijd volgens een vooraf ontworpen (bekend) programma.

In servosystemen verandert de ingestelde waarde van de geregelde variabele in de loop van de tijd volgens een voorheen onbekend programma.Tracking- en software-ATS'en verschillen van stabilisatoren in het principe van het verwerken van het referentiesignaal.

Het meest typische voorbeeld van servobesturing is het automatisch handhaven van een bepaalde verhouding tussen het brandstofverbruik en het luchtverbruik bij het regelen van het verbrandingsproces in ovens voor het smelten en verwarmen van brandstof.

Automatische besturingssystemen: a - open, b - bias open, c - gesloten, d - gecombineerd, d - zelfregulerend, P - controller, OU - besturingsobject, ES - vergelijkingselement, UAV - apparaat voor analyse van de besturingsactie : VU - computerapparaat, IU is een uitvoerend apparaat, AUU is een automatisch besturingsapparaat, AUO is een apparaat voor het analyseren van besturingsobjecten.

Gecombineerde systemen combineren de voordelen van afwijkings- en storingsregelsystemen, waardoor de regelnauwkeurigheid toeneemt. Het effect van niet-verantwoorde storingen in gecombineerde systemen wordt gecompenseerd of verzwakt door voorspanningsregeling.

Zelfregulerende (adaptieve) systemen kunnen worden onderverdeeld in drie subklassen: extreme systemen, zelfregelende systemen en zelfregelende systemen.

Extreme regelsystemen worden stabiliserende, volg- of geprogrammeerde regelsystemen genoemd waarin de instelling, het programma of de reproductiewet automatisch verandert afhankelijk van veranderingen in externe omstandigheden of de interne toestand van het systeem om de meest gunstige (optimale) werkingsmodus te creëren. een besturingsobject.

In dergelijke systemen wordt in plaats van een vaste instelling of programma een automatisch zoekapparaat geïnstalleerd, dat elk kenmerk van het object analyseert (efficiëntie, productiviteit, zuinigheid, enz.) en, afhankelijk van het verkregen resultaat, de vereiste waarde van een regelbare variabele aan het regelapparaat, zodat deze eigenschap een uitstekende waarde heeft bij een continue verandering van verschillende storende invloeden die de bedrijfsomstandigheden van het systeem beïnvloeden.

In systemen met zelfafstemmende parameters, wanneer de externe omstandigheden of kenmerken van het bestuurde object veranderen, is er een automatische (niet volgens een vooraf bepaald programma) verandering in de variabele parameters van het besturingsapparaat om een ​​stabiele werking van het systeem te garanderen en te behouden de gecontroleerde waarde op een bepaald of optimaal niveau.

In systemen met een zelfaanpassende structuur, wanneer de externe omstandigheden en kenmerken van het besturingsobject veranderen, worden de elementen in het verbindingsschema verwisseld of worden er nieuwe elementen in geïntroduceerd. Het doel van deze veranderingen (keuze) van de structuur is om tot een betere oplossing van het managementprobleem te komen.

De selectie van de structuur wordt gedaan door automatisch te zoeken met behulp van computationele en logische bewerkingen. Dergelijke systemen moeten zich niet alleen aanpassen aan alle veranderingen in externe omstandigheden en kenmerken van het object, maar ook normaal functioneren, zelfs in aanwezigheid van storingen of schade aan individuele elementen, waarbij nieuwe circuits worden gecreëerd om de kapotte te vervangen. Zelfregulerende systemen kunnen worden gemaakt om te verbeteren, "ervaring op te doen" door snel verschillende opties uit te proberen, de beste te kiezen en te "onthouden".

Functionele classificatie alle automatische besturingssystemen zijn onderverdeeld in vier klassen:

• systemen voor het coördineren van het werk van mechanismen,

• systemen voor het reguleren van de parameters van technologische processen,

• automatische besturingssystemen,

• automatische beveiligings- en blokkeersystemen.

Systemen die zijn ontworpen om de werking van individuele mechanismen van de fabriek of de fabriek als geheel automatische rigide besturingssystemen (SZHU) te coördineren.

Automatische controlesystemen (ACS) technologische processen zorgen voor het behoud van de gecontroleerde waarde op een bepaald niveau of de verandering ervan volgens een bepaald programma.

Automatische regelsystemen (ACS) bevatten middelen en methoden om informatie te verkrijgen over de actuele waarden van technologische procesparameters (temperatuur, druk, stoffigheid of gasgehalte in de lucht, etc.) zonder directe menselijke tussenkomst.

Automatische beveiligingssystemen (SAZ) en blokkeersystemen (SAB) voorkomen dat er noodsituaties ontstaan ​​bij het bedienen van apparatuur in een stabiele toestand.