Regulator (teoria controlului)

Regulator , sau dispozitiv de control , - în teoria controlului automat , un dispozitiv care monitorizează starea obiectului de control ca sistem și generează semnale de control pentru acesta. Controlerul monitorizează modificarea unor parametri ai obiectului de control (direct sau cu ajutorul observatorilor ) și reacționează la modificarea acestora cu ajutorul unor acțiuni în conformitate cu calitatea de control specificată.

Principii de bază

Regulatorul este un element al sistemului de control.

Un sistem de control cu ​​feedback se numește „închis”, iar un sistem fără feedback (adică numai cu conexiune directă) se numește „deschis”, „deschis”. [unu]

Cele mai multe aplicații practice folosesc sisteme de control în buclă închisă.

Marea majoritate a regulatorilor lucrează pe principiul feedback-ului negativ pentru a compensa perturbațiile externe care acționează asupra obiectului de control și pentru a elabora legea de control specificată din exterior sau încorporată în sistem. Pentru determinarea legii de control se folosesc informații despre modelul matematic al obiectului, care se consideră a fi cunoscute dinainte.

Calitatea reglementării

Criterii de evaluare a calității reglementării :

• viteza de control (timp pentru reducerea erorii de control la o valoare predeterminată);
• acuratețea ca eroare la starea de echilibru și ca valoare a depășirii ;
• marja de stabilitate și absența oscilațiilor, inclusiv a celor amortizate.

Cea mai comună, datorită universalității sale, este legea de control PID , care asigură o calitate acceptabilă a controlului în majoritatea cazurilor, dar nu este întotdeauna optimă în fiecare aplicație specifică, adică. uneori te poți descurca cu o lege de reglementare mai simplă. Un exemplu de controler complex și eficient este un controler bazat pe filtrul Kalman .

Tipuri

Regulatorii sunt împărțiți în funcție de mai multe criterii:

• Conform principiului general de funcționare: controlere adaptive, modale, robuste etc.
• Conform liniarității legii de reglementare: regulatoare liniare și neliniare.
• Conform legii de reglementare implementate (pentru regulatoarele liniare). Legea de reglementare este înțeleasă ca dependența analitică principală, fundamentală, a acțiunii de ieșire a regulatorului asupra obiectului reglementat de modificarea semnalului de intrare primit de regulator de la obiectul reglementat. În consecință, există:
  • proporțional ( controler P )
  • integrare ( I-controller )
  • diferențiere ( D-regulator )
  • integratoare proporțională ( controler PI )
  • proporțional-derivat ( PD-controller )
  • proporțional-integral-derivat ( controler PID )

• După tipul de energie consumată
  • pneumatic
  • electric
  • hidraulic

Tipurile pneumatice includ tipuri de regulatoare proporționale, proporționale-integrale și proporționale-integrale-derivate și un regulator de jet . În regulatoarele pneumatice de toate tipurile, purtătorul de semnal între elementele individuale este aerul comprimat. Sistemele nu au linii electrice de comunicație și dispozitive electrice de contact, astfel încât pot fi utilizate pentru automatizarea proceselor în condiții de funcționare explozive și periculoase de incendiu. Acțiunea regulatoarelor cu jet se bazează pe interacțiunea aerodinamică a fluxurilor de aer cu jet.

Regulatoarele electrice sunt, de asemenea, de diferite tipuri: multicanal, de tip RP2, care este un dispozitiv releu fără contact cu control prin impuls al actuatorului. De asemenea, tip P, care nu este un dispozitiv de control, ci o unitate de control cu ​​un principiu similar de funcționare. Un alt tip de RF, care este un controler discret-continuu și poate fi folosit ca dispozitiv corector [2] .

Unul dintre tipurile de sisteme dezvoltate separate este un regulator electronic . Aceste circuite folosesc adesea traductoare de măsurare standard.

Regulator integral cu structura variabila

Pentru a asigura cei mai înalți indicatori de calitate ai proceselor tehnologice cu parametri interdependenți, cel mai bine este să schimbați acțiunile de control care sunt necesare, în funcție de caracteristicile statice ale obiectelor, doar pentru a compensa perturbațiile. Structura reglabilă a controlerului integral asigură controlul modificărilor minime ale acțiunilor de reglementare ale obiectelor inerțiale. Componentele principale ale structurii sunt circuitul de urmărire și dispozitivul logic. O coordonată auxiliară este generată în bucla servo. Iar în dispozitivul logic se formează o lege de control logic . În funcție de combinația de semne de coordonate auxiliare, legea de control se modifică pentru a modifica structura sistemului. După ce structura este selectată, un canal de control este deschis pentru a transmite un semnal de eroare către integrator. Când este reglat optim la perturbația maximă, controlerul luat în considerare compensează cu acuratețe perturbația într-o cursă continuă a actuatorului. [3]

Vezi și

• Controler PID
• regulator robust
• Sistem de control automat
• Raspuns in frecventa
• Răspunsul de fază
• Răspuns în frecvență amplitudine-fază
• Răspuns logaritmic amplitudine-fază în frecvență
• Metoda complexă a amplitudinii
• Amplitudine

Note

1. ↑ Rotach Vitali Yakovlevici. Teoria controlului automat . - a 5-a. - Moscova: CJSC „Editura MPEI”, 2008. - P.  8 -12. — 396 p. - ISBN 978-5-383-00326-8 .
2. ↑ Kaganov V.Yu., Blinov O.M., Glinkov G.M., Morozov V.A. Automatizarea cuptoarelor metalurgice. - M . : Metalurgie, 1975. - S. 139-150. — 376 p. — ISBN 3102-198.
3. ↑ Shidlovsky S. V. Automatizarea proceselor tehnologice și a producției: Manual. -Tomsk: Editura NTL, 2005. - p. 40-42 - 100 p.

În cataloagele bibliografice	NKC : ph683597