การควบคุมแบบคงที่และแบบแอสแตติก

ระเบียบแบบแอสแตติกเรียกว่าระเบียบดังกล่าวซึ่งค่าคงที่จะคงอยู่ในสถานะคงที่ที่ค่าต่างๆ ของโหลดคงที่: ค่าควบคุมเท่ากับค่าที่ตั้งไว้

Astatism — คุณสมบัติของระบบการวัดหรือระบบควบคุมอัตโนมัติเพื่อลดข้อผิดพลาดให้เหลือศูนย์ในการควบคุมหรือการติดตามสภาวะคงตัว ซึ่งเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของการควบคุมหรืออิทธิพลรบกวนต่อระบบนี้

กฎของการสืบพันธุ์ — อัลกอริทึมของการทำงาน (ต่อไปนี้เราจะเรียกมันว่าลักษณะการควบคุม) โดยไม่คำนึงถึงความไม่รู้สึกของตัวควบคุม แสดงโดยสมการ y a = yo = const

ในความไม่รับรู้และมันมีอยู่เกือบตลอดเวลา y = yO +Δyoх โดยที่ Δyo คือค่าของความไม่รู้สึกของตัวควบคุม

พิจารณาหลักการทำงานของเครื่องควบคุมไฟฟ้าสถิตและไฟฟ้าสถิตโดยใช้ตัวอย่างการทำงานของถังเก็บน้ำที่ติดตั้งบนหอคอยเพื่อจ่ายน้ำให้กับผู้บริโภค

ในรูป 1a แสดงไดอะแกรมของการควบคุมระดับแอสแตติกใกล้กับน้ำในถังลูกลอย 1 ผ่านคันโยกเชื่อมต่อกับตัวเลื่อนของรีโอสแตท 2 โดยใช้มอเตอร์กระแสตรง 3 เมื่อใดก็ตามที่ตัวเลื่อนเลื่อนขึ้นหรือลงจากตำแหน่งตรงกลางเริ่มหมุนไปในทิศทางเดียวหรืออีกทางหนึ่งและเลื่อนวาล์ว 4 (หน่วยงานควบคุม) จนกว่าระดับน้ำที่กำหนดในถังจะไม่ถูกเรียกคืน นั่นคือจนกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับวงจรกระดองของมอเตอร์จะเท่ากับศูนย์และเกิดสภาวะสมดุล (สถานะสมดุล)

ระบอบการปกครองนี้สอดคล้องกับระดับน้ำที่กำหนดไว้ล่วงหน้าในถังซึ่งสำหรับสภาวะสมดุลทั้งหมดจะคงที่อย่างเคร่งครัดจนกว่าตัวควบคุมจะไม่รู้สึกตัว ความไม่รู้สึกของตัวควบคุมในกรณีนี้จะพิจารณาจากการมีฟันเฟืองในข้อต่อและแรงดันเริ่มต้นของมอเตอร์ซึ่งแตกต่างจากศูนย์

ข้าว. 1. แบบแผน (a) และลักษณะการควบคุม (b) ของการควบคุมแบบ astatic

ถ้าเราแสดงการไหลของน้ำผ่าน q ดังนั้นการแสดงกราฟิกของคุณลักษณะการควบคุมเป็นฟังก์ชันของอัตราการไหล q จะสอดคล้องกับการพึ่งพาที่แสดงในรูปที่ 1, ข.

รูปที่. 1 แต่จะเห็นได้ว่าตัวควบคุม (วาล์ว 4) และองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อน (ลูกลอย 1) ไม่มีการเชื่อมต่อโดยตรง แต่เชื่อมต่อกันผ่านมอเตอร์กระแสตรงและรีโอสแตท ดังนั้นระบบนี้จึงเป็นทางอ้อม ระบบควบคุม… ที่นี่ทุกครั้ง เมื่อองค์ประกอบควบคุมถูกจัดเรียงใหม่ในตำแหน่งที่ตัวแปรควบคุม (ระดับน้ำในถัง) จะถูกส่งกลับที่แต่ละโหลด (การไหลของน้ำ q) เป็นค่าหนึ่ง อุปกรณ์ที่ดำเนินการควบคุมแบบแอสแตติกเรียกว่าตัวควบคุมแบบแอสแตติก

นอกเหนือจากแอสแตติกแล้ว การควบคุมไฟฟ้าสถิตยังใช้กันอย่างแพร่หลายในทางปฏิบัติ

ระเบียบนี้เรียกว่าการควบคุมแบบคงที่หากค่าของตัวแปรควบคุมที่สร้างขึ้นหลังจากสิ้นสุดกระบวนการชั่วคราวที่ค่าโหลดคงที่ต่างกันก็จะถือว่าค่าคงที่ต่างกันขึ้นอยู่กับโหลดด้วย

ในรูป 2, a แสดงไดอะแกรมของการควบคุมแบบคงที่ของระดับน้ำในถังหลัก ลูกลอย 1 ทำหน้าที่โดยตรงกับตัวควบคุม — วาล์ว 2 ดังนั้นตัวควบคุมในกรณีนี้จะเป็นตัวควบคุมที่ทำหน้าที่โดยตรง

เมื่ออัตราการไหลของน้ำ q เพิ่มขึ้น ระดับของน้ำในถังจะเริ่มลดลง ลูกลอยจะลดลงและขยับวาล์ว เพิ่มส่วนตัดขวางของท่อจ่าย และตามด้วยปริมาณน้ำที่ไหลผ่านท่อต่อหน่วย เวลา. ในกรณีนี้ระดับน้ำจะเริ่มสูงขึ้น ลอยขึ้น และในเวลาเดียวกันวาล์ว

ความสมดุลจะเกิดขึ้นเมื่อน้ำไหลเข้าเท่ากับปริมาณการใช้ ยิ่งโหลดมากเช่น อัตราการไหล q ยิ่งเปิดวาล์วมาก ดังนั้น ลูกลอยก็จะอยู่ในสมดุลน้อยลง ดังนั้น ในรูปแบบนี้ เมื่อโหลดเพิ่มขึ้น ค่าระดับน้ำ (ค่าควบคุม y) จะลดลง

ข้าว. 2... แผนผัง (a) และลักษณะการควบคุม (b) ของการควบคุมแบบคงที่

อุปกรณ์ที่ดำเนินการควบคุมไฟฟ้าสถิตเรียกว่า เครื่องควบคุมไฟฟ้าสถิต... ลักษณะการควบคุมของตัวควบคุมไฟฟ้าสถิตแสดงโดยสมการ y = yO +Δy

ตัวควบคุมแบบคงที่ไม่รักษาค่าคงที่ของตัวแปรควบคุมอย่างเคร่งครัด แต่มีข้อผิดพลาดที่เรียกว่าข้อผิดพลาดแบบคงที่

ข้อผิดพลาดคงที่เป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นส่วนเบี่ยงเบนที่ใหญ่ที่สุดของค่าที่ควบคุมเมื่อโหลดเปลี่ยนจากศูนย์เป็นค่าเล็กน้อย เช่น Δy = จิตใจ — ymv

ในทฤษฎีการควบคุม เพื่อกำหนดลักษณะของระดับการพึ่งพาของความเบี่ยงเบนของค่าที่ควบคุมบนโหลด มักจะใช้แนวคิดของข้อผิดพลาดสถิตสัมพัทธ์หรือสถิติของการควบคุม

หากลักษณะการควบคุมชัดเจน (รูปที่ 2, b) ค่าคงที่จะคงที่สำหรับค่าโหลดทั้งหมด ค่าคงที่ (b) ของตัวควบคุมไฟฟ้าสถิตแต่ละตัวสามารถกำหนดได้ดังนี้:

δ = (จิตใจ — ymv) / uวันพุธ

โดยที่ ums — ค่าสูงสุดของตัวแปรควบคุมที่สอดคล้องกับโหลด q = 0, ymv — ค่าต่ำสุดของตัวแปรควบคุมที่สอดคล้องกับโหลด qnom, yCp =(ums — ymv) /2 — ค่าของตัวแปรควบคุมที่ได้รับ เป็นฐาน

หนึ่งในค่าของตัวแปรควบคุม umax, ymin, y สามารถใช้เป็นค่าฐานได้ เฉลี่ย ฯลฯ

ตัวควบคุมแบบสแตติกแม้จะมีข้อผิดพลาดแบบสแตติกโดยธรรมชาติ แต่ก็ใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีการออกแบบที่เรียบง่ายและให้การทำงานที่เสถียรในโหมดชั่วคราว ตัวควบคุมแอสแตติกมีแนวโน้มที่จะผันผวนและในกรณีส่วนใหญ่ไม่มีความเสถียรที่จำเป็นหากไม่มีตัวช่วย