Diagrami i bllokut të sistemit rregullim jo koherent objekti dydimensional ka formën:
Gabim kontrolli
Veprimi i kontrollit
Sasi të kontrolluara të matura
Daljet e pa matura në kanalet kryesore me funksion transferimi dhe
Rregullatorët me funksione transferimi dhe
Duke përdorur funksionet diskrete të transferimit të kontrollorëve të kanaleve kryesore dhe kryq, ne përshkruajmë sistemin e kontrollit të shkëputur:
Le të transformojmë sistemin (2.0) me zëvendësim, duke marrë një ekuacion për lidhjen midis daljeve të sistemit dhe hyrjeve të tij
(2.2)
Në ekuacionin e parë, ne zëvendësojmë anën e djathtë të ekuacionit të dytë:
(2.3)
Në mënyrë të ngjashme, kur zëvendësohet në ekuacionin e dytë në vend të anës së djathtë të ekuacionit të parë, mund të merret varësia e prodhimit nga dhe .
Nga ekuacioni (2.3) është e qartë se çdo ndryshore e kontrolluar varet si nga hyrja e parë e sistemit ashtu edhe nga hyrja e dytë e sistemit. Le të tregojmë se qëndrueshmëria e sistemit të palidhur në këtë rast zvogëlohet. Për ta bërë këtë, supozojmë se funksionet e transferimit të objektit përgjatë kanaleve kryesore dhe tërthore janë të barabarta me njëri-tjetrin dhe funksionet e transferimit të rregullatorëve janë të barabartë me njëri-tjetrin.
Atëherë ekuacioni (2.3) do të marrë formën:
(2.4)
Nëse nuk ka lidhje tërthore në objekt, atëherë vlera e daljes varet vetëm nga detyra në përputhje me shprehjen e mëposhtme:
Në përputhje me kriterin Nyquist, në mënyrë që një sistem me një lak të mbyllur të jetë i qëndrueshëm (nëse një sistem me qark të hapur është i qëndrueshëm), është e nevojshme që hodografi AFC i sistemit me lak të hapur të mos mbulojë pikën. me koordinata. Bazuar në këtë, në një sistem kontrolli të shkëputur, nëse merret i barabartë me zero, këtë kriter do të jetë e njëjtë, me ndryshimin e vetëm që koordinatat e pikës kritike do të jenë . Kështu, në një sistem rregullator jokoherent, zona e rregullimit të qëndrueshëm ngushtohet, gjë që zvogëlon stabilitetin e sistemit dhe përkeqëson cilësinë e procesit të tranzicionit. Nëse, gjatë llogaritjes së cilësimeve optimale të kontrolluesit në një sistem kontrolli jo të lidhur, lidhjet e brendshme të kryqëzuara nuk merren parasysh, atëherë sistemi mund të jetë i paqëndrueshëm. Për të ruajtur qëndrueshmërinë e një sistemi kontrolli të shkëputur në prani të lidhjeve të brendshme, është e nevojshme të zvogëlohet fitimi në krahasim me faktorët e fitimit të rregullatorëve në mungesë të lidhjeve të kryqëzuara aq shumë sa që hodografi AFC i sistemit me lak të hapur të bëjë mos e mbuloni pikën me koordinata.
Natyrisht, kjo mund të arrihet duke rritur ndjeshëm fitimin e kontrolluesit, d.m.th. shpejtësia e rregullatorit, e cila përkeqëson ndjeshëm cilësinë e rregullimit. Prandaj, me lidhje të forta të brendshme, mundësia për të marrë cilësi të lartë rregullimi nuk duhet të kërkohet në rregullimin e strukturave dhe parametrave të rregullatorëve të palidhur, por duke "shkëputur" komunikimet e brendshme përmes kanaleve të kryqëzuara. Ato. është e nevojshme të ndryshohet vetë struktura e sistemit. Ekzistojnë dy mënyra për të dobësuar ose "zgjidhur" plotësisht lidhjet e kryqëzuara:
1. Zgjedhja e parametrave të palidhur ose të lidhur dobët si sasi të kontrolluara;
2. Krijimi i një sistemi rregullimi të lidhur, duke futur në ASR lidhje shtesë kompensuese të jashtme ndërmjet rregullatorëve
Sistemi i rregullimit të palidhur është më i thjeshtë, më i besueshëm dhe më i lirë se sa sistemet e rregullimit koherent. Ato janë të realizueshme edhe në rastet kur sistemet e kontrollit të komunikimit janë teknikisht të pamundura. Megjithatë, ato janë të ndjeshme ndaj shqetësimeve dhe përhapen nëpër kanalet kryesore dhe tërthore, të cilat mund të çojnë në përkeqësim të cilësisë së rregullimit dhe, si opsioni më i mirë, humbja e stabilitetit. Përparësitë e sistemeve jokoherente të kontrollit na detyrojnë të kërkojmë mënyra për të zgjeruar fushën e zbatimit të tyre në objekte me sasi të kontrolluara të ndërlidhura duke ruajtur cilësinë e kënaqshme të rregullimit. Shkalla e lidhjes midis dy sasive të kontrolluara mund të përcaktohet duke përdorur funksionet e transferimit të objektit përgjatë kanaleve kryesore dhe kryq. Shkalla e komunikimit përgjatë kanalit të parë kryesor është e barabartë me raportin e funksionit të transferimit të tij me funksionin e transferimit të kanalit të dytë kryesor: . Shkalla e komunikimit përgjatë kanalit të dytë kryq është e barabartë me raportin e funksionit të transferimit të këtij kanali me funksionin e transferimit të kanalit të parë kryesor: . Shkalla e përgjithshme e lidhjes ndërmjet variablave të kontrollit: . Në varësi të madhësisë së shkallës së përgjithshme të lidhjes, mund të rekomandohet një nga opsionet e mëposhtme të kontrollit:
Me këtë lidhje të rregullatorëve, kanalet do të bëhen ato kryesore dhe shkalla e përgjithshme e lidhjes do të karakterizohet nga një vlerë e re. Nëse rezulton se shkalla e përgjithshme e bashkimit të vlerave është më e vogël se 1, atëherë mund të aplikohet një sistem kontrolli jo i lidhur;
3. me raportin, shkalla e lidhjes është e rëndësishme, gjë që mund të zvogëlojë ndjeshëm stabilitetin e një sistemi kontrolli të shkëputur; në këtë rast, është e nevojshme të eliminohen ose dobësohen ndjeshëm lidhjet e brendshme në sistemin e automatizuar të kontrollit;
4. Është e mundur të “zgjidhet” rregullimi i sasive në prani të lidhjeve të kryqëzuara nëse rregullimi i sasive me të ndryshme karakteristikat dinamike, gjë që redukton ndërveprimin e tyre gjatë procesit, për shembull, rregullatorët e presionit zakonisht funksionojnë në frekuenca më të larta, ndërsa rregullatorët e temperaturës, gjë që përcakton ndikimin e tyre të dobët të ndërsjellë mbi njëri-tjetrin.
Qasjet për vendosjen e një sistemi kontrolli të shkëputur mund të jenë si më poshtë:
1. vendosja në sistemet me një qark;
2. optimizimi i njëkohshëm i rregullatorëve në një sistem kontrolli të shkëputur, duke marrë parasysh ndikimin e kanaleve kryesore dhe të tranzicionit.
Qasja e parë përdor modele të kanaleve kryesore dhe rregullatorëve përkatës. Prej tyre, përpilohen sisteme të kontrollit me një qark, në të cilat rregullatorët përkatës rregullohen duke përdorur një nga metodat numerike. Avantazhi i kësaj qasjeje për vendosjen e rregullatorëve është thjeshtësia dhe shpejtësia e lartë.
Nga sistemi i ekuacioneve për marrëdhëniet midis daljeve të objektit ( dhe ) dhe hyrjeve të sistemit ( dhe ) (2.3), (2.4) rezulton se sasia e kontrolluar varet jo vetëm nga vetitë dinamike të kanalit kryesor dhe kontrolluesin, por edhe në vetitë dinamike të kanalit të dytë kryesor, kanalet kryq, dhe nga rregullatori i dytë. Parametri është i ngjashëm. Prandaj, pjesa e kontrollit të sistemit duhet të konfigurohet duke marrë parasysh vetitë dinamike jo vetëm të kanalit kryesor përkatës, por edhe duke marrë parasysh ndikimin e dinamikës së kanaleve ndër-kanale. Prandaj, disavantazhi i kësaj qasjeje për rregullatorët e akordimit është jooptimaliteti i parametrave të akordimit që rezultojnë.
Le të shqyrtojmë qasjen e dytë. Llogaritja e procesit kalimtar në një sistem kontrolli të shkëputur kryhet duke përdorur sistemin e mëposhtëm të ekuacioneve me diferencë të fundme:
, ku koeficientët e peshës për të cilat kushtet e mëposhtme:
Treguesit e cilësisë për prodhimin përkatës të sistemit, të përdorur si kriter optimizimi. Pesha më e madhe i caktohet treguesit të cilësisë së prodhimit, rregullimi i të cilit është më i rëndësishmi.
Kur përdorni konvolucionin, problemi i optimizimit formohet si më poshtë: 
. Kur përdoret metoda e gradientit si metodë e optimizimit numerik, algoritmi i optimizimit (diagrami i algoritmit) do të jetë i njëjtë si për një sistem me një lak. Ndryshimi do të jetë se gjatë llogaritjes së procesit të tranzicionit do të përdoret sistemi i ekuacioneve (3.0) dhe kushteve fillestare (3.1). Kur llogariten derivatet e pjesshme të kriterit duke përdorur cilësimet optimale, mund të përdoret një nga dy qasjet e diskutuara më sipër (me dhe pa përdorimin e varësive të përsëritura kuazi-analitike). Kur përdorni ekuacione me diferencë të fundme, është e nevojshme të merren derivate të pjesshëm të të gjitha ekuacioneve të sistemit (3.0) për të gjitha cilësimet e të dy kontrollorëve. Kushtet fillestare për llogaritjen e vlerave numerike të sistemit rezultues të ekuacioneve me diferencë të fundme duhet të vendosen në mënyrë të ngjashme kushtet fillestare (3.1).
Çështjet e trajtuara në ligjëratë:
1. Në çfarë pasojash çon barazia e dinamikës së lidhjeve direkte dhe të kryqëzuara në ASR të rregullimit të palidhur?
2. Çfarë frekuencash operative është e dëshirueshme të ketë në unazat e kontrollit të palidhura.
3. Cili është koeficienti kompleks i lidhjes.
4. Parimi i autonomisë.
5. Kushti i autonomisë së përafërt.
Objektet me hyrje dhe dalje të shumta që janë të ndërlidhura reciprokisht quhen objekte me shumë lidhje.
Dinamika e objekteve me shumë lidhje përshkruhet nga një sistem ekuacionesh diferenciale, dhe në formën e transformuar nga Laplace nga një matricë e funksioneve të transferimit.
Ekzistojnë dy qasje të ndryshme për automatizimin e objekteve me shumë lidhje: kontrolli i palidhur i koordinatave individuale duke përdorur ACP me një lak; rregullimi i kombinuar duke përdorur sisteme me shumë unaza në të cilat lidhjet e brendshme të tërthorta të objektit kompensohen nga lidhjet e jashtme dinamike midis sytheve individuale të kontrollit.
Figura 1 - Diagrami bllok i rregullimit të palidhur
Në rast të ndërlidhjeve të dobëta, llogaritja e rregullatorëve të palidhur kryhet si për ACS konvencionale me një qark, duke marrë parasysh kanalet kryesore të kontrollit.
Nëse lidhjet e kryqëzuara janë mjaft të forta, atëherë marzhi i qëndrueshmërisë së sistemit mund të jetë më i ulët se ai i llogaritur, gjë që çon në një ulje të cilësisë së rregullimit apo edhe në humbje të stabilitetit.
Për të marrë parasysh të gjitha lidhjet midis objektit dhe kontrolluesit, mund të gjeni një shprehje për objektin ekuivalent, i cili ka formën:
W 1 e (p) = W 11 (p) + W 12 (p) * R 2 (p) * W 21 (p) / . (1)
Kjo është një shprehje për kontrolluesin R 1 (p), një shprehje e ngjashme për kontrolluesin R 2 (p).
Nëse frekuencat e funksionimit të dy qarqeve janë shumë të ndryshme nga njëra-tjetra, atëherë ndikimi i tyre i ndërsjellë do të jetë i parëndësishëm.
Rreziku më i madh është rasti kur të gjitha funksionet e transferimit janë të barabarta me njëri-tjetrin.
W 11 (p) = W 22 (p) = W 12 (p) = W 21 (p). (2)
Në këtë rast, vendosja e rregullatorit P do të jetë dy herë më pak se në një ACP me një qark të vetëm.
Për një vlerësim cilësor të ndikimit të ndërsjellë të sytheve të kontrollit, përdoret një koeficient kompleks i lidhjes.
K St (ίω) = W 12 (ίω)*W 21 (ίω) / W 11 (ίω)*W 22 (ίω). (3)
Zakonisht llogaritet në frekuencën zero dhe frekuencat e funksionimit të të dy rregullatorëve.
Baza për ndërtimin e sistemeve të rregullimit të lidhur është parimi i autonomisë. Në lidhje me një objekt me dy hyrje dhe dalje, koncepti i autonomisë nënkupton pavarësinë e ndërsjellë të koordinatave të daljes U 1 dhe U 2 gjatë funksionimit të dy sistemeve të kontrollit të mbyllur.
Në thelb, kushti i autonomisë përbëhet nga dy kushte të pandryshueshmërisë: pandryshueshmëria e daljes së parë Y 1 në lidhje me sinjalin e kontrolluesit të dytë X P 2 dhe pandryshueshmëria e daljes së dytë Y 2 në lidhje me sinjalin e kontrolluesit të parë X P 1 :
y 1 (t,x P2)=0; y2 (t,x P1)=0; "t, x P1, x P2. (4)
Në këtë rast, sinjali X P 1 mund të konsiderohet si një shqetësim për Y 2, dhe sinjali X P 2 si një shqetësim për Y 1. Pastaj kanalet kryq luajnë rolin e kanaleve të shqetësimit (Figura 1.11.1 dhe Figura 1.11.2). Për të kompensuar këto shqetësime, pajisjet dinamike me funksione transferimi R 12 (p) dhe R 21 (p) futen në sistemin e kontrollit, sinjalet nga të cilat dërgohen në kanalet përkatëse të kontrollit ose në hyrjet e kontrolluesit.
Për analogji me ACP invariante, funksionet e transferimit të kompensuesve R 12 (p) dhe R 21 (p), të përcaktuara nga kushti i autonomisë, do të varen nga funksionet e transferimit të kanaleve direkte dhe tërthore të objektit dhe do të jenë të barabarta me :
; 
, (5)
; 
. (6)
Ashtu si në ASR-të invariante, për ndërtimin e sistemeve autonome të kontrollit një rol të rëndësishëm luan realizueshmëria fizike dhe zbatimi teknik autonomi e përafërt.
Kushti i përafërt i autonomisë është shkruar për kompensuesit realë, duke marrë parasysh frekuencat e funksionimit të rregullatorëve përkatës:
në w=0; w=w P2 , (7)
në w=0; w=w P1 . (8)
(a) – kompensimi i ndikimit nga rregullatori i dytë në qarkun e parë të kontrollit
(b) – kompensimi i ndikimit nga rregullatori i parë në qarkun e dytë të kontrollit
Figura 2 - Diagramet e bllokut sistemet autonome të kontrollit të automatizuar
Figura 3 - Diagrami bllok sistem autonom rregullimi i dy koordinatave
NË teknologji kimike Një nga objektet më komplekse me shumë lidhje është procesi i korrigjimit. Edhe në rastet më të thjeshta - kur ndahen përzierjet binare - mund të identifikohen disa koordinata të ndërlidhura në një kolonë distilimi. Për shembull, për të rregulluar procesin në pjesën e poshtme të kolonës, është e nevojshme të stabilizohen të paktën dy parametra teknologjikë që karakterizojnë ekuilibrin e materialit në fazën e lëngshme dhe në një nga komponentët.
Pyetje për vetëkontroll:
1. Përkufizimi dhe detyrat e automatizimit.
2. Sistemi modern i automatizuar i kontrollit të procesit dhe fazat e zhvillimit të tij.
3. Detyrat e menaxhimit dhe rregullimit.
4. Themelore mjete teknike automatizimi.
5. Procesi teknologjik si objekt kontrolli, grupet kryesore të variablave.
6. Analiza procesi teknologjik si objekt kontrolli.
7. Klasifikimi i proceseve teknologjike.
8. Klasifikimi i sistemeve rregullimi automatik.
9. Funksionet e kontrollit sistemet automatike.
10. Përzgjedhja e sasive të kontrolluara dhe ndikimi i kontrollit.
11. Analiza e statikës dhe dinamikës së kanaleve të kontrollit.
12. Analiza e ndikimeve hyrëse, përzgjedhja e sasive të kontrolluara.
13. Përcaktimi i nivelit të automatizimit të pajisjeve teknike.
14. Objektet e kontrollit dhe vetitë e tyre kryesore.
15. Sistemet e kontrollit me qark të hapur. Avantazhet, disavantazhet, shtrirja, bllok diagrami.
16. Sisteme kontrolli të mbyllura. Avantazhet, disavantazhet, shtrirja, bllok diagrami dhe shembulli i përdorimit.
17. Sisteme të kombinuara rregullore. Avantazhet, disavantazhet, shtrirja, bllok diagrami dhe shembulli i përdorimit.
18. Teoria e pandryshueshmërisë së sistemeve të kontrollit automatik.
19. ACP e kombinuar.
20. Kompensuesit tipikë.
21. Llogaritja e kompensuesit.
22. Cili është kushti i invariancës së përafërt.
23. Në çfarë frekuencash llogaritet kompensuesi me kushtin e invariancës së pjesshme?
24. Kushti për realizueshmërinë fizike të ATS invariante.
25. Sistemet e kontrollit të kaskadës.
26. Çfarë është një objekt ekuivalent në një ACS kaskadë.
27. Çfarë shpjegon efektivitetin e sistemeve të kontrollit të automatizuar kaskadë.
28. Metodat për llogaritjen e sistemeve të kontrollit të automatizuar kaskadë.
29. ASR me impuls shtesë bazuar në derivatin nga një pikë e ndërmjetme.
30. Fusha e zbatimit të ASR me impuls shtesë mbi derivatin.
31. Llogaritja e ASR me impuls shtesë në bazë të derivatit.
32. Sistemet rregullatore të ndërlidhura. Sistemet rregullatore të shkëputura.
33. Në çfarë pasojash çon barazia e dinamikës së lidhjeve direkte dhe të kryqëzuara në ASR të rregullimit të palidhur?
34. Çfarë frekuencash operative është e dëshirueshme të ketë në unazat e kontrollit të palidhura.
35. Sa është koeficienti kompleks i lidhshmërisë.
36. Sistemet e rregullimit të lidhur. ACP autonome.
37. Parimi i autonomisë.
38. Kushti i autonomisë së përafërt.
Baza për ndërtimin e sistemeve të rregullimit të lidhur është parimi i autonomisë. Në lidhje me një objekt me dy hyrje dhe dalje, koncepti i autonomisë nënkupton pavarësinë e ndërsjellë të koordinatave të daljes. y 1 Dhe y 2 kur funksionojnë dy sisteme kontrolli të mbyllura.
Në thelb, kushti i autonomisë përbëhet nga dy kushte të pandryshueshmërisë: pandryshueshmëria e prodhimit të parë y 1 në lidhje me sinjalin e rregullatorit të dytë X p2 dhe pandryshueshmëria e prodhimit të dytë y2. në lidhje me sinjalin e rregullatorit të parë X p1:
Në këtë rast sinjali X p1 mund të konsiderohet si një shqetësim për y2, dhe sinjalin X p2 - si zemërim për y 1. Pastaj kanalet kryq luajnë rolin e kanaleve të shqetësimit (Fig. 1.35). Për të kompensuar këto shqetësime, pajisjet dinamike me funksione transferimi futen në sistemin e kontrollit R 12 (p) Dhe R 21 (r), sinjalet nga të cilat dërgohen në kanalet përkatëse të rregullimit ose në hyrjet e rregullatorëve.
Për analogji me ASR-të invariante, funksionet e transferimit të kompensuesve R 12 (p) Dhe R 21 (r), e përcaktuar nga kushti i autonomisë, do të varet nga funksionet e transferimit të kanaleve të drejtpërdrejta dhe të kryqëzuara të objektit dhe, në përputhje me shprehjet (1.20) dhe (1.20,a), do të jetë e barabartë me:
Ashtu si në ASR-të invariante, për ndërtimin e sistemeve autonome të kontrollit, një rol të rëndësishëm luan fizibiliteti fizik dhe zbatimi teknik autonomi e përafërt.
Kushti i përafërt i autonomisë është shkruar për kompensuesit realë, duke marrë parasysh frekuencat e funksionimit të rregullatorëve përkatës:
Në teknologjinë kimike, një nga objektet më komplekse me shumë lidhje është procesi i korrigjimit. Edhe në rastet më të thjeshta - gjatë ndarjes së përzierjeve binare - mund të identifikohen disa koordinata të ndërlidhura në një kolonë distilimi (Fig. 1.36). Për shembull, për të rregulluar procesin në pjesën e poshtme të kolonës, është e nevojshme të stabilizohen të paktën dy parametra teknologjikë që karakterizojnë ekuilibrin e materialit në fazën e lëngshme dhe në një nga komponentët. Për këtë qëllim, zakonisht zgjidhen niveli i lëngut në stacion dhe temperatura nën pllakën e parë, dhe si sinjale hyrëse kontrolli përdoren rrjedha e avullit të ngrohjes dhe zgjedhja e produktit të palëvizshëm. Sidoqoftë, secili prej ndikimeve rregullatore ndikon në të dy rezultatet: kur shkalla e rrjedhës së avullit të ngrohjes ndryshon, intensiteti i avullimit të produktit të poshtëm ndryshon, dhe si rezultat, niveli i lëngut dhe përbërja e avullit ndryshojnë. Në mënyrë të ngjashme, një ndryshim në përzgjedhjen e produkteve të fundeve ndikon jo vetëm në nivelin në fund, por edhe në raportin e refluksit, gjë që çon në një ndryshim në përbërjen e avullit në fund të kolonës.
Oriz. 1.35. Diagramet e bllokut të sistemeve autonome të kontrollit të automatizuar: A– kompensimi i ndikimit nga rregullatori i dytë në qarkun e parë të kontrollit; b– kompensimi i ndikimit nga rregullatori i parë në qarkun e dytë të kontrollit; c – sistem autonom i kontrollit me dy koordinata
Oriz. 1.36. Një shembull i një sistemi kontrolli për një objekt me disa hyrje dhe dalje:
1 – kolona e distilimit; 2 – bojler; 3 – kondensator refluks; 4 – rezervuari i refluksit; 5 - rregullator i temperaturës; 6,9 – rregullatorët e nivelit; 7 – rregullator i rrjedhës; 8 – rregullator presioni
Për të rregulluar procesin në pjesën e sipërme, mund të zgjidhni presionin dhe temperaturën e avullit si koordinata të daljes, dhe furnizimin me ftohës në kondensatorin e refluksit dhe refluksin për të refluksuar kolonën si parametra të hyrjes rregulluese. Natyrisht, të dy koordinatat e hyrjes ndikojnë në presionin dhe temperaturën në kolonë gjatë proceseve të transferimit termik dhe masiv.
Së fundi, duke marrë parasysh sistemin e kontrollit të temperaturës njëkohësisht në pjesët e sipërme dhe të poshtme të kolonës duke furnizuar respektivisht avull refluks dhe ngrohje, fitojmë gjithashtu një sistem kontrolli pa lidhje të një objekti me lidhje të brendshme të kryqëzuara.
Aktualisht, ekziston një shumëllojshmëri e tërë e sistemeve të kontrollit automatik (ACS) ose, siç quhen gjithashtu, sisteme kontroll automatik(armë vetëlëvizëse). Në këtë artikull do të shqyrtojmë disa metoda të rregullimit dhe llojet e sistemeve të kontrollit automatik.
Rregullimi direkt dhe indirekt
Siç dihet, çdo sistem kontrolli automatik përbëhet nga një rregullator dhe një objekt rregullimi. Rregullatori ka një element të ndjeshëm që monitoron ndryshimet në variablin e kontrolluar në varësi të vlerës së sinjalit të specifikuar të kontrollit. Nga ana tjetër, elementi i ndjeshëm ndikon në organin rregullator, i cili nga ana tjetër ndryshon parametrat e sistemit në mënyrë që vlerat e sasive të vendosura dhe të kontrolluara të bëhen të njëjta. Në rregullatorët më të thjeshtë, efekti i elementit ndijor në organin rregullues ndodh drejtpërdrejt, domethënë ato janë të lidhura drejtpërdrejt. Prandaj, ATS të tilla quhen sisteme rregullimi i drejtpërdrejtë, dhe rregullatorët janë rregullatorë me veprim të drejtpërdrejtë, siç tregohet më poshtë:
Në një sistem të tillë, energjia e nevojshme për të lëvizur valvulën që rregullon rrjedhën e ujit në pishinë vjen drejtpërdrejt nga nota, e cila do të jetë elementi ndijues këtu.
Në një sistem kontrolli indirekt, për të organizuar lëvizjen e trupit të kontrollit, përdoren pajisje ndihmëse që përdorin burime shtesë të energjisë për funksionimin e tyre. Në një sistem të tillë, elementi i ndjeshëm do të veprojë në elementin e kontrollit pajisje ndihmëse, i cili nga ana tjetër do të lëvizë rregullatorin në pozicionin e dëshiruar, siç tregohet më poshtë:
Këtu notuesi (organi i ndjeshëm) vepron në kontaktin e mbështjelljes së ngacmimit të motorit elektrik, i cili rrotullon valvulën në drejtimin e dëshiruar. Sisteme të tilla përdoren kur fuqia e elementit sensor nuk është e mjaftueshme për të kontrolluar mekanizmin e funksionimit ose është e nevojshme të ketë një ndjeshmëri shumë të lartë të elementit matës.
Armë vetëlëvizëse me një qark dhe me shumë qark
ATS moderne shumë shpesh, pothuajse gjithmonë, kanë pajisje korrigjimi paralele ose reagime lokale, siç tregohet më poshtë:
ACS në të cilat vetëm një vlerë i nënshtrohet rregullimit dhe ato kanë vetëm një reagim kryesor (një qark kontrolli) quhen qark të vetëm. Në armë të tilla vetëlëvizëse, një goditje e aplikuar në një pikë të sistemit mund të anashkalojë të gjithë sistemin dhe të kthehet në pikën origjinale pasi të kalojë vetëm një rrugë anashkalimi:
Dhe armët vetëlëvizëse në të cilat, përveç qarkut kryesor, ka edhe lidhje lokale ose kryesore të reagimit, quhen shumë qark. Në të kundërt me sistemet me një qark, në sistemet me shumë qark një ndikim i aplikuar në një pikë të sistemit mund të anashkalojë sistemin dhe të kthehet në pikën e aplikimit të goditjes përgjatë disa qarqeve të sistemit.
Sistemet e kontrollit automatik të bashkuar dhe të palidhur
Sistemet në të cilat disa sasi i nënshtrohen rregullimit (sistemet e kontrollit automatik shumëdimensional) mund të ndahen në të lidhura dhe të palidhura.
Sistemet rregullatore të shkëputura
Sistemet në të cilat rregullatorët janë krijuar për të rregulluar madhësive të ndryshme, të palidhura me njëra-tjetrën dhe mund të ndërveprojnë përmes një objekti të përbashkët rregullimi quhen sisteme të rregullimit të palidhur. Sistemet rregulluese të palidhura ndahen në të pavarura dhe të varura.
Në variablat e varur, një ndryshim në një nga sasitë që do të kontrollohen sjell një ndryshim në sasitë e mbetura që do të kontrollohen. Prandaj, në pajisje të tilla, parametrat e ndryshëm të kontrollit nuk mund të konsiderohen veçmas nga njëri-tjetri.
Një shembull i një sistemi të tillë do të ishte një aeroplan me një autopilot, i cili ka një kanal të veçantë kontrolli të timonit. Nëse avioni devijon nga kursi i tij, autopiloti do të bëjë që timoni të devijojë. Autopiloti do të devijojë pilotët dhe devijimi i pilotit dhe timonit do të rrisë zvarritjen e avionit, duke bërë që ashensori të devijojë. Kështu, është e pamundur të merren parasysh veçmas proceset e kontrollit të drejtimit, hapit dhe rrotullimit anësor, edhe pse secila prej tyre ka kanalin e vet të kontrollit.
NË sisteme të pavarura Me rregullimin pa lidhje, e kundërta është e vërtetë secila nga sasitë që i nënshtrohen rregullimit nuk do të varet nga ndryshimet në të gjitha të tjerat. Procese të tilla menaxhimi mund të konsiderohen të ndara nga njëri-tjetri.
Një shembull është një sistem kontrolli automatik për shpejtësinë këndore të një turbine hidraulike, ku voltazhi i mbështjelljes së gjeneratorit dhe shpejtësia e turbinës rregullohen në mënyrë të pavarur nga njëra-tjetra.
Sistemet e lidhura të rregullimit
Në sisteme të tilla, rregullatorë të sasive të ndryshme kanë lidhje ndërmjet tyre që ndërveprojnë jashtë objektit të rregullimit.
Për shembull, merrni parasysh autopilotin elektrik EAP, një diagram i thjeshtuar i të cilit tregohet më poshtë:
Qëllimi i tij është të ruajë hapin, drejtimin dhe rrotullimin e avionit në një nivel të caktuar. NË në këtë shembull Ne do të shqyrtojmë funksionet e autopilotit që lidhen vetëm me mbajtjen e një kursi, hapi dhe rrotullimi të caktuar.
Gjysmë-busulla hidraulike 12 shërben si një element i ndjeshëm që monitoron devijimin e avionit nga kursi. Pjesa kryesore e tij është një xhiroskop, boshti i të cilit drejtohet përgjatë një kursi të caktuar. Kur avioni fillon të devijojë nga kursi, boshti i xhiroskopit fillon të ndikojë në rrëshqitësit e kursit reostatik 7 dhe sensorët e rrotullimit 10 të lidhur me levë 11, duke ruajtur pozicionin e tij në hapësirë. Trupi i avionit, së bashku me sensorët 7 dhe 10, nga ana tjetër, zhvendoset në lidhje me boshtin e horoskopit, në përputhje me rrethanat, lind një ndryshim midis pozicionit të xhiroskopit dhe trupit të avionit, i cili zbulohet nga sensorët 7 dhe 10.
Një element që do të perceptojë devijimin e avionit nga kursi i specifikuar në hapësirë (horizontale ose plan vertikal) do të ketë një xhirovertik 14. Pjesa kryesore e tij është e njëjtë si në rastin e mëparshëm - një xhiroskop, boshti i të cilit është pingul me rrafshin horizontal. Nëse aeroplani fillon të devijojë nga horizonti, rrëshqitësi i sensorit të hapit 13 do të fillojë të zhvendoset në boshtin gjatësor, dhe kur devijohet në planin horizontal, sensorët e rrotullimit 15-17 do të fillojnë të zhvendosen.
Trupat që kontrollojnë aeroplanin janë timonët e kontrollit 1, lartësia 18 dhe hekurat 19, dhe elementët performues që kontrollojnë pozicionin e timonëve janë makineritë e drejtimit të drejtimit, hapjes dhe rrotullimit. Parimi i funksionimit të të tre kanaleve autopilot është plotësisht i ngjashëm. Ingranazhi i drejtimit të çdo timoni është i lidhur me një sensor potenciometrik. Sensori kryesor potenciometrik (shih diagramin më poshtë):
Lidhet me sensorin përkatës reagime sipas qarkut të urës. Diagonalja e urës është e lidhur me amplifikatorin 6. Kur avioni devijon nga rruga e fluturimit, rrëshqitësi i sensorit kryesor do të lëvizë dhe një sinjal do të shfaqet në diagonalen e urës. Si rezultat i shfaqjes së sinjalit, në daljen e amplifikatorit 6 do të aktivizohet stafeta elektromagnetike, e cila do të çojë në mbylljen e qarkut të bashkimit elektromagnetik 4. Tamburi 3 i makinës, në qarkun e të cilit stafeta është aktivizuar, do të angazhohet me boshtin e motorit elektrik që rrotullohet vazhdimisht 5. Tamburi do të fillojë të rrotullohet dhe në këtë mënyrë të fryjë ose lëshojë (varet nga drejtimi i rrotullimit) kabllot që rrotullojnë timonin përkatës të avionit, dhe në të njëjtën kohë koha do të lëvizë furçën e potenciometrit të reagimit (OS) 2. Kur vlera e zhvendosjes së potenciometrit të reagimit (OS) 2 bëhet e barabartë me vlerën e zhvendosjes së furçës së sensorit potenciometrik, sinjali në diagonalen e kësaj ure do të bëhet i barabartë me zero dhe lëvizja e drejtimit do të ndalojë. Në këtë rast, timoni i avionit do të rrotullohet në pozicionin e nevojshëm për ta zhvendosur avionin në kursin e specifikuar. Ndërsa mospërputhja eliminohet, furça kryesore e sensorit do të kthehet përsëri në pozicionin e mesëm.
Fazat e daljes së autopilotit janë identike, duke filluar nga amplifikuesit 6 dhe duke përfunduar me ingranazhet e drejtimit. Por hyrjet janë pak më ndryshe. Rrëshqitësi i sensorit të drejtimit nuk është i lidhur në mënyrë të ngurtë me xhiro-busullën, por me ndihmën e një damperi 9 dhe një susta 8. Për shkak të kësaj, marrim jo vetëm një lëvizje proporcionale me zhvendosjen nga kreu, por edhe një shtesë. , proporcionale me derivatin e parë të devijimit në lidhje me kohën. Për më tepër, në të gjitha kanalet, përveç sensorëve kryesorë, sigurohen sensorë shtesë që zbatojnë kontrollin e lidhur përgjatë të tre akseve, domethënë koordinojnë veprimet e të tre timonave. Kjo lidhje ofron shtimi algjebrik sinjale nga sensorët kryesorë dhe shtesë në hyrjen e amplifikatorit 6.
Nëse marrim parasysh kanalin e kontrollit të kursit, atëherë sensorët ndihmës do të jenë sensorë rrotullues dhe rrotullues, të cilët kontrollohen manualisht nga piloti. Në kanalin e rrotullimit ka sensorë shtesë të rrotullimit dhe rrotullimit.
Ndikimi i kanaleve të kontrollit mbi njëri-tjetrin çon në faktin se kur avioni lëviz, një ndryshim në rrotullimin e tij do të shkaktojë një ndryshim në hapin dhe anasjelltas.
Duhet mbajtur mend se një sistem kontrolli automatik quhet autonom nëse ka lidhje të tilla midis rregullatorëve të tij që kur një nga vlerat të ndryshojë, pjesa tjetër do të mbetet e pandryshuar, domethënë një ndryshim në një vlerë nuk ndryshon automatikisht pjesën tjetër. .
IZVESTIYA
URDHËRI GOMSK I FAMERËS SË KUQ TË POLITEKNIKUT TË PUNËS
INSTITUTI me emrin S. M. KIROV
KËRKIMI I SISTEMIT TË RREGULLIMIT TË LIDHUR TË NJË KLASE OBJEKTET ME SHPËRNDARJE
PARAMETRAT
V. I. KARNACHUK, V. Y. DURNOVTSEV
(prezantuar nga seminari shkencor i Departamentit të Fizikës dhe Teknologjisë)
Sistemet e kontrollit me lidhje të shumëfishta (MCC) aktualisht po gjejnë përdorim në rritje në automatizimin e objekteve komplekse. Kjo për faktin se automatizimi kompleks proceset e prodhimit kërkon një kalim nga rregullimi i një parametri në rregullimin shoqërues të disa sasive që ndikojnë njëra-tjetrën. Ndër sistemet e ngjashme vend i madh janë të zëna nga i njëjti lloj punimesh instalimi dhe instalimi, të përbërë nga disa rregullatorë identikë, të konfiguruar në mënyrë identike që veprojnë nga një burim i përbashkët i lëndëve të para ose një ngarkesë e përbashkët. ACS me shumë kanale të objekteve me parametra të shpërndarë, detyra e të cilave është të optimizojnë automatikisht shpërndarjen e parametrave, mund të klasifikohen si i njëjti lloj SMR. Ky problem nuk mund të zgjidhet saktë nëse nuk merret parasysh ndikimi i ndërsjellë i parametrave të kontrolluar. Marrja parasysh e ndikimit të ndërsjellë e ndërlikon ndjeshëm analizën e sistemit, pasi në një sistem të shoqëruar përshkruhet dinamika e çdo parametri. ekuacioni diferencial rendit të lartë.
Themeluesi i teorisë së rregullimit të disa parametrave është I. N. Voznesensky. Ai tregoi se për të eliminuar ndikimin e parametrave mbi njëri-tjetrin, është e nevojshme të futen në sistem lidhjet artificiale, duke kompensuar ndikimin e lidhjeve natyrore. Në këtë rast, sistemi i lidhur kthehet në një të palidhur, d.m.th., autonom. Problemi i autonomisë është një problem specifik që mungon në teorinë e ATS njëdimensionale. I. N. Voznesensky e zgjidhi këtë problem për një fabrikë të rendit të parë të kontrolluar nga një kontrollues ideal. Më vonë u gjetën kushte të realizueshme fizikisht dhe teknikisht për autonomi për më shumë sisteme komplekse. Në këto vepra, gama e objekteve të konsideruara, si rregull, kufizohet në objekte të rendit të parë. Megjithatë, në praktikë, kur hulumtohet në fushën e kontrollit të objekteve me parametra të shpërndarë si kolona distilimi, rezervuari i naftës dhe gazit, dhomat e vullkanizimit, llojet e ndryshme të reaktorëve etj., shpesh kërkohet një përafrim më kompleks.
NË këtë punë Janë marrë në konsideratë disa çështje të sintezës së SMR dydimensionale të një objekti astatik me avancim fazor.
kur objekti për secilën sasi të kontrolluar përshkruhet nga një ekuacion diferencial i rendit të dytë:
t dH dx 2 dt2 dt
koTi -U- +kou. dt
Diagrami bllok i sistemit të rregullimit të çiftëzuar është paraqitur në Fig. 1. Sistemi është projektuar për të ruajtur vlerën e specifikuar të parametrit X në dy fusha të ndryshme objekt i madh.
2 rregullator w
Oriz. 1. Bllok skemë e punimeve dydimensionale të ndërtimit dhe instalimit
Objekti i rregullimit është një sistem shumëfish i lidhur me një strukturë ^ sipas klasifikimit të pranuar. Transferimi i funksioneve të objekteve për secilin kanal i drejtpërdrejtë janë të barabarta:
K0(T,p+1) ■
SR) - ^02 (P)
P(T2P+> 1)
Marrëdhënia ndërmjet parametrave të rregullueshëm paraqitet në bllok diagramin përmes koeficientëve konstant Li2 = ¿2b, megjithëse në rastin e përgjithshëm nuk është i pandryshueshëm në kohë. Rregullatorët e integruar me një funksion transferimi konsiderohen:
Rregullatorët marrin sinjale kontrolli nga sensorët inercialë (termoçiftet) të vendosura pranë rregullatorëve përkatës. Funksionet e transferimit të sensorëve:
Wn(p) = WT2(p) =
Analiza e një sistemi të bashkuar duke përdorur ekuacione lëvizjeje, të shkruara edhe në formë operatori, është e papërshtatshme për shkak të rendit të lartë të ekuacioneve. Metoda matricore e shkrimit të ekuacioneve ka lehtësi shumë më të madhe, veçanërisht për sintezën strukturore.
Në një formë matrice të shënimit, ekuacioni për një objekt me një strukturë Y ka formën:
■ WciWcalia^i 1 - W 01^02^12^21
1 - 1^0] 1 - 12^21
a ^ dhe matricat e kolonave të sasive të kontrolluara dhe rregulluese, respektivisht.
Për kontrolluesin mund të shkruani:
^^ (¿y-X). (6)
u%(p)=G 0 [o
5 - matrica transformuese e veprimeve të kontrollit; y është një matricë-kolona e veprimeve të kontrollit.
Elementet e matricave dhe 5 mund të merren pas transformimeve të thjeshta strukturore:
p(Tar+\)(TTr+\)
Atëherë mund të shkruhet ekuacioni i SMR-së së mbyllur formën e mëposhtme(në tekstin e mëtejmë do të supozojmë se shqetësimet që veprojnë në sistem / = 0):
X = (/ + Г0г р)"1 - W оГ р5Г, (7)
ku / është matrica e identitetit.
Nga (7) mund të marrim ekuacionin karakteristik të një SMR të mbyllur nëse barazojmë përcaktuesit e matricës (/ + WqWp) me zero:
| / + W0WP | = 0. (8)
Nuk janë gjetur ende kritere të mjaftueshme të përgjithshme për kontrollin e qëndrueshmërisë për punët e ndërtimit dhe instalimit. Përcaktimi i rrënjëve të ekuacionit karakteristik (8) është gjithashtu një detyrë mjaft e rëndë, pasi mund të tregohet se edhe në rastin dydimensional është e nevojshme të zgjidhet një ekuacion i rendit të dhjetë. Në kushte të tilla, përdorimi i fondeve teknologji kompjuterike për llogaritjen e punës së ndërtimit dhe instalimit nuk është vetëm e dëshirueshme, por edhe e nevojshme. Rëndësia e modeleve analoge është veçanërisht e madhe për zgjidhjen e problemeve të sintetizimit të pajisjeve të ndërtimit dhe instalimit që kanë veçori të caktuara të specifikuara dhe, mbi të gjitha, instalimin dhe instalimin autonom të pajisjeve. Dihet se zbatimi i kushteve të autonomisë është shpesh i pamundur, në çdo rast, për çdo sistem specifik, gjetja e kushteve të autonomisë që mund të zbatohen në hapa mjaft të thjeshtë është një detyrë e pavarur; Nga shprehja (7) është e qartë se kushtet e autonomisë reduktohen në diagonalizimin e matricës
Ф, = (/ + ^р)-1" wQwps.
Në këtë rast, ekuacionet SMR ndahen në ekuacione të pavarura. Natyrisht, matrica Fu do të jetë diagonale vetëm nëse matrica W0Wpj, e cila është matrica e transferimit të SMR me lak të hapur, është diagonale. Për të zbatuar këto kushte, lidhjet kompensuese artificiale, transmetimi
Oriz. 2. Modeli elektronik i punës autonome të ndërtimit dhe instalimit,
funksionet e të cilave mund të përcaktohen nga një shënim më i përshtatshëm për këto qëllime i ekuacionit të matricës SMR:
Fu= ^o Gr(5-Fu). (9)
ekziston numër i madh opsionet për zbatimin e lidhjeve kompensuese. Megjithatë, llogaritjet e kryera sipas ekuacionit (9) tregojnë se opsioni më i përshtatshëm për zbatim është bllok diagrami, kur vendosen lidhje tërthore midis hyrjeve të amplifikatorëve të rregullatorit. Për këtë rast, funksionet e transferimit të lidhjeve kompensuese kanë formën:
/Xu (/>) = - №«¿12; K2\(p) = -
Duke marrë parasysh shprehjen (2) kemi: * dhe (P)<= К21 (р) =
Për të studiuar SMR dy-dimensionale, u përdor një model elektronik i sistemit, i mbledhur në bazë të instalimit analog EMU-8. Diagrami i modelit elektronik të SMR është paraqitur në Fig. 2. Janë miratuar këto vlera numerike të parametrave: a;o=10; KuK^/(r == 0,1; Tx = 10 sek; G2 = 0,1 sek; Tt = 0,3 Tg = 0,5 sek/s; I = 0,1 0,9.
Oriz. 3. Kurbat e proceseve kalimtare në kanalet e punimeve të ndërtimit dhe instalimit jo autonome (a) dhe autonome (c).
Studimet e modelit kanë treguar se një sistem pa lidhje kompensuese mbetet i qëndrueshëm deri në vlerën e marrëdhënies ¿ = 0.5. Një rritje e mëtejshme në L çon në lëkundje divergjente të ndryshores së kontrolluar. Megjithatë, edhe me L<0,5 характер переходного процесса в системе является неудовлетворительным. Полное время успокоения составляет 25-ъЗО сек при максимальном выбросе 50%. Введение перекрестных связей, соответствующих условиям автономности, позволяет резко улучшить качество регулирования.
Siç mund të shihet nga grafikët (Fig. 3), ndjeshmëria e secilit kanal ndaj ndryshimeve në vendosjen në kanalin ngjitur është reduktuar dukshëm. Kohëzgjatja e procesit kalimtar dhe madhësia e tejkalimit maksimal mund të zvogëlohet duke zvogëluar fitimin e amplifikatorëve të të dy kanaleve me një faktor prej 2 në krahasim me fitimin e miratuar për një sistem të veçantë të palidhur.
1. Janë gjetur kushte autonomie që realizohen nga qarqe të thjeshta CN aktive për SMR të objekteve të rendit të dytë - me avancim fazor.
2. Analiza e punëve komplekse të ndërtimit dhe instalimit duke përdorur kompjuterë analogë ju lejon të zgjidhni vlerat optimale të parametrave të punës së ndërtimit dhe instalimit.
Është propozuar një model elektronik i punës autonome dydimensionale të ndërtimit dhe instalimit.”
LITERATURA
1. M. V. Meerov, Sistemet e kontrollit të lidhura shumëfish. Ed. "Shkenca", 1965.
2. V. T. Morozovsky. “Automatizimi dhe telemekanika”, 1962, nr.9.
3. M. D. Mezarovich sisteme kontrolli të lidhura shumëfish. Punimet e Kongresit të Parë të IFAC, Ed. Akademia e Shkencave e BRSS, 1961.
