การจำแนกประเภทของระบบควบคุมอัตโนมัติ

ชุดอุปกรณ์ควบคุมอัตโนมัติและวัตถุควบคุมที่เชื่อมต่อและโต้ตอบกันตามอัลกอริธึมการควบคุมเรียกว่าระบบควบคุมอัตโนมัติ (ACS)

ระบบควบคุมอัตโนมัติสามารถจำแนกตามวิธีการควบคุมและลักษณะการทำงาน ตามวิธีการควบคุม ระบบทั้งหมดแบ่งออกเป็นสองคลาสใหญ่: สามัญ (ไม่ควบคุมตนเอง) และควบคุมตนเอง (ดัดแปลง)

ระบบสามัญที่อยู่ในหมวดหมู่ง่าย ๆ จะไม่เปลี่ยนโครงสร้างในระหว่างการจัดการ มีการพัฒนามากที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงหล่อและโรงงานระบายความร้อน ระบบควบคุมอัตโนมัติทั่วไปแบ่งออกเป็นสามประเภทย่อย ได้แก่ ระบบควบคุมแบบเปิด ระบบปิด และระบบควบคุมแบบรวม

ในทางกลับกัน ระบบควบคุมอัตโนมัติวงเปิดจะแบ่งออกเป็นระบบควบคุมเข้มงวดอัตโนมัติ (SZHU) และระบบควบคุมสิ่งรบกวน

ในระบบแรก เรกูเลเตอร์ทำหน้าที่ควบคุมวัตถุโดยไม่คำนึงถึงผลที่ได้รับ นั่นคือ ค่าของตัวแปรควบคุมและการรบกวนจากภายนอก ระบบควบคุมการรบกวนทำงานบนหลักการที่ว่าการควบคุมถูกสร้างขึ้นโดยขึ้นอยู่กับการรบกวนภายนอกที่ส่งผลกระทบต่อวัตถุควบคุม

ตัวอย่างเช่น พิจารณาระบบทำความร้อนของโรงหล่อหรือโรงงานระบายความร้อน ในกรณีนี้ ปริมาณการใช้น้ำร้อนในท่อทำความร้อนของร้านค้าจะขึ้นอยู่กับสภาพอากาศภายนอก ยิ่งข้างนอกเย็นมากเท่าไหร่ น้ำร้อนก็ยิ่งจ่ายไปยังหม้อน้ำมากขึ้นเท่านั้น และในทางกลับกัน

ระบบควบคุมอัตโนมัติแบบปิดที่ทำงานบนหลักการโก่งตัวเรียกอีกอย่างว่าระบบควบคุมอัตโนมัติ (ACS) คุณสมบัติที่แตกต่างของพวกเขาคือการมีวงจรการปิดของสัญญาณเช่น การมีอยู่ของช่องทางย้อนกลับซึ่งข้อมูลเกี่ยวกับสถานะของตัวแปรควบคุมจะถูกส่งไปยังอินพุตขององค์ประกอบการเปรียบเทียบ

ระบบควบคุมอัตโนมัติได้รับการออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหาสามประการ ได้แก่ การทำให้ค่าควบคุมคงที่ (ATS ที่เสถียร) การเปลี่ยนค่าที่ควบคุมตามโปรแกรมที่รู้จัก (โปรแกรม ATS) หรือโปรแกรมที่ไม่รู้จัก (การติดตาม ATS)

ในการทำให้เสถียร ATS ค่าที่ตั้งไว้ของตัวแปรควบคุมจะเป็นค่าคงที่ ตัวอย่างของระบบดังกล่าวคือระบบควบคุมอุณหภูมิในพื้นที่ทำงานของเตาเผาความร้อน ในซอฟต์แวร์ ATS ค่าของตัวแปรควบคุมจะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาตามโปรแกรมที่ออกแบบไว้ล่วงหน้า (รู้จัก)

ในระบบเซอร์โว ค่าที่ตั้งไว้ของตัวแปรควบคุมจะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาตามโปรแกรมที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้การติดตามและซอฟต์แวร์ ATS แตกต่างจากตัวปรับเสถียรในหลักการประมวลผลสัญญาณอ้างอิง

ตัวอย่างทั่วไปที่สุดของการควบคุมเซอร์โวคือการบำรุงรักษาอัตโนมัติของอัตราส่วนที่กำหนดระหว่างการใช้เชื้อเพลิงและอากาศเมื่อควบคุมกระบวนการเผาไหม้ในเตาเผาเพื่อหลอมและให้ความร้อนแก่เชื้อเพลิง

ระบบควบคุมอัตโนมัติ: a — เปิด, b — เปิดอคติ, c — ปิด, d — รวม, d — ควบคุมตนเอง, P — ควบคุม, OU — วัตถุควบคุม, ES — องค์ประกอบเปรียบเทียบ, UAV — อุปกรณ์สำหรับการวิเคราะห์การดำเนินการควบคุม : VU — อุปกรณ์คอมพิวเตอร์, IU เป็นอุปกรณ์บริหาร, AUU เป็นอุปกรณ์ควบคุมอัตโนมัติ, AUO เป็นอุปกรณ์วิเคราะห์วัตถุควบคุม

ระบบรวมรวมข้อดีของระบบควบคุมการเบี่ยงเบนและสัญญาณรบกวน ซึ่งเพิ่มความแม่นยำในการควบคุม ผลกระทบของการรบกวนที่ไม่ได้นับในระบบรวมได้รับการชดเชยหรือลดทอนโดยการควบคุมอคติ

ระบบควบคุมตนเอง (แบบปรับได้) สามารถแบ่งออกเป็นสามคลาสย่อย: ระบบสุดโต่ง ระบบปรับเอง และระบบปรับเอง

ระบบการควบคุมที่รุนแรงเรียกว่าระบบควบคุมเสถียรภาพ การติดตาม หรือโปรแกรม ซึ่งการตั้งค่า โปรแกรม หรือกฎหมายการสืบพันธุ์จะเปลี่ยนแปลงโดยอัตโนมัติขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของสภาวะภายนอกหรือสถานะภายในของระบบเพื่อสร้างรูปแบบการทำงานที่ดีที่สุด ( เหมาะสมที่สุด) ของ วัตถุควบคุม

ในระบบดังกล่าว แทนที่จะเป็นการตั้งค่าถาวรหรือโปรแกรม จะมีการติดตั้งอุปกรณ์ค้นหาอัตโนมัติ ซึ่งจะวิเคราะห์คุณลักษณะแต่ละอย่างของออบเจ็กต์ (ประสิทธิภาพ ผลผลิต ความประหยัด ฯลฯ) และขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ที่ได้ ให้ค่าที่ต้องการของ a ตัวแปรควบคุมไปยังอุปกรณ์ควบคุมเพื่อให้คุณลักษณะนี้มีค่าคงค้างโดยมีการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในอิทธิพลรบกวนต่างๆ ที่ส่งผลต่อสภาพการทำงานของระบบ

ในระบบที่มีพารามิเตอร์ที่ปรับแต่งได้เอง เมื่อสภาวะภายนอกหรือคุณลักษณะของวัตถุควบคุมเปลี่ยนไป จะมีการเปลี่ยนแปลงโดยอัตโนมัติ (ไม่เป็นไปตามโปรแกรมที่กำหนดไว้ล่วงหน้า) ในพารามิเตอร์ตัวแปรของอุปกรณ์ควบคุม เพื่อให้มั่นใจว่าระบบมีเสถียรภาพในการทำงานและบำรุงรักษา ค่าควบคุมในระดับที่กำหนดหรือเหมาะสมที่สุด

ในระบบที่มีโครงสร้างแบบปรับได้เอง เมื่อเงื่อนไขภายนอกและคุณลักษณะของวัตถุควบคุมเปลี่ยนไป องค์ประกอบในโครงร่างการเชื่อมต่อจะถูกเปลี่ยนหรือนำองค์ประกอบใหม่เข้ามา จุดประสงค์ของการเปลี่ยนแปลง (ทางเลือก) ของโครงสร้างเหล่านี้คือเพื่อให้ได้แนวทางแก้ไขปัญหาการจัดการที่ดีขึ้น

การเลือกโครงสร้างทำได้โดยการค้นหาอัตโนมัติโดยใช้การคำนวณและการดำเนินการทางตรรกะ ระบบดังกล่าวไม่เพียงต้องปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดในสภาพภายนอกและคุณลักษณะของวัตถุเท่านั้น แต่ยังต้องทำงานตามปกติแม้ว่าจะมีความผิดปกติหรือความเสียหายต่อองค์ประกอบแต่ละส่วน โดยสร้างวงจรใหม่เพื่อแทนที่วงจรที่ขาด ระบบควบคุมตนเองสามารถปรับปรุง "เพิ่มพูนประสบการณ์" ได้ด้วยการลองใช้ตัวเลือกต่างๆ อย่างรวดเร็ว เลือกและ "จดจำ" ตัวเลือกที่ดีที่สุด

การจำแนกประเภทการทำงานระบบควบคุมอัตโนมัติทั้งหมดแบ่งออกเป็นสี่ประเภท:

• ระบบการประสานการทำงานของกลไก

• ระบบสำหรับควบคุมพารามิเตอร์ของกระบวนการทางเทคโนโลยี

• ระบบควบคุมอัตโนมัติ,

• ระบบป้องกันและปิดกั้นอัตโนมัติ

ระบบที่ออกแบบมาเพื่อประสานการทำงานของกลไกแต่ละตัวของโรงงานหรือโรงงานเป็นระบบควบคุมแบบเข้มงวดอัตโนมัติทั้งหมด (SZHU)

กระบวนการทางเทคโนโลยีของระบบควบคุมอัตโนมัติ (ACS) ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการรักษาค่าควบคุมในระดับที่กำหนดหรือการเปลี่ยนแปลงตามโปรแกรมที่กำหนด

ระบบควบคุมอัตโนมัติ (ACS) มีวิธีการและวิธีการในการรับข้อมูลเกี่ยวกับค่าปัจจุบันของพารามิเตอร์กระบวนการทางเทคโนโลยี (อุณหภูมิ ความดัน ฝุ่นละอองหรือปริมาณก๊าซในอากาศ ฯลฯ) โดยไม่ต้องให้มนุษย์เข้าไปเกี่ยวข้องโดยตรง

ระบบป้องกันอัตโนมัติ (SAZ) และระบบปิดกั้น (SAB) ป้องกันการเกิดสถานการณ์ฉุกเฉินเมื่อใช้งานอุปกรณ์ในสภาวะที่มั่นคง