Regulació estàtica i astàtica

La regulació astàtica s'anomena tal regulació, en la qual es manté un valor constant en estat estacionari a diferents valors d'una càrrega constant: un valor controlat igual al valor establert.

Astatisme: propietat dels sistemes de mesura o de control automàtic per reduir a zero els errors en la regulació o el seguiment en estat estacionari, que es van produir sota la influència del control o d'influències pertorbadores en aquest sistema.

La llei de reproducció, l'algorisme de funcionament (d'ara endavant l'anomenarem característica de control), sense tenir en compte la insensibilitat del controlador, s'expressa per l'equació y a = yo = const.

En presència d'insensibilitat i gairebé sempre existeix y = yО +Δyoх on Δyo és el valor de la insensibilitat del controlador.

Considereu el principi de funcionament dels reguladors estàtics i estàtics, utilitzant l'exemple de funcionament d'un dipòsit d'aigua instal·lat a la torre per subministrar aigua als consumidors.

A la fig. La figura 1a mostra un diagrama del control de nivell astàtic prop de l'aigua del dipòsit.El flotador 1 a través de la palanca està connectat al control lliscant del reòstat 2, amb l'ajuda del qual el motor de corrent continu 3, sempre que el control lliscant es mou cap amunt o cap avall des de la posició mitjana, comença a girar en una direcció o altra i mou la vàlvula 4 (cos regulador), fins que no es restablirà el nivell d'aigua donat al dipòsit, és a dir, fins que la tensió aplicada al circuit de l'induït del motor sigui igual a zero i es produeixi un estat d'equilibri (estat d'equilibri).

Aquest règim correspon a un cert nivell d'aigua predeterminat al dipòsit, que per a totes les condicions d'equilibri es manté estrictament constant fins a la insensibilitat del controlador. La insensibilitat del regulador en aquest cas està determinada per la presència de joc a les articulacions i la tensió d'arrencada del motor, que és diferent de zero.

Arròs. 1. Esquema (a) i característica de control (b) de la regulació astàtica

Si denotem el cabal d'aigua a través de q, aleshores la representació gràfica de la característica de control en funció del cabal q correspondrà a la dependència que es mostra a la Fig. 1, b.

Fig. 1, però es pot veure que el cos regulador (vàlvula 4) i l'element sensible (flotador 1) no tenen connexió directa, sinó que estan connectats entre si mitjançant un motor de corrent continu i un reòstat, per tant, aquest sistema és indirecte. sistema de control... Aquí cada vegada, quan l'element regulador es reordena en una posició tal que la variable controlada (nivell d'aigua al dipòsit) es retorna a cada càrrega (cabal d'aigua q) a un valor determinat. Els dispositius que realitzen una regulació astàtica s'anomenen reguladors astàtics.

Juntament amb l'astàtic, la regulació estàtica s'utilitza àmpliament a la pràctica.

La regulació s'anomena control estàtic si els valors de la variable controlada que s'estableixin després del final del procés transitori a diferents valors de càrrega constant també assumiran diferents valors constants en funció de la càrrega.

A la fig. 2, a mostra un diagrama de la regulació estàtica del nivell d'aigua al dipòsit de capçalera. El flotador 1 actua directament sobre el cos regulador: la vàlvula 2, per tant, el regulador en aquest cas serà un regulador d'acció directa.

A mesura que augmenta el cabal q d'aigua, el seu nivell al dipòsit començarà a disminuir, el flotador baixarà i mourà la vàlvula, augmentant la secció transversal de la canonada de subministrament i, en conseqüència, la quantitat d'aigua que entra per la canonada per unitat. temps. En aquest cas, el nivell de l'aigua començarà a pujar, pujant el flotador i alhora la vàlvula.

L'equilibri es produirà quan l'entrada d'aigua sigui igual al seu consum. Com més gran sigui la càrrega, és a dir. el cabal q, més s'obrirà la vàlvula i, per tant, més baix estarà el flotador en equilibri. Per tant, en aquest esquema, a mesura que augmenta la càrrega, el valor del nivell d'aigua (valor controlat y) disminuirà.

Arròs. 2... Esquema (a) i característica de control (b) de la regulació estàtica

Els aparells que duen a terme la regulació estàtica s'anomenen reguladors estàtics... La característica de control del regulador estàtic s'expressa per l'equació y = yО +Δy.

Els controladors estàtics no mantenen un valor estrictament constant de la variable controlada, sinó amb un error anomenat error estàtic.

L'error estàtic s'entén com la desviació més gran del valor controlat quan la càrrega canvia de zero a nominal, és a dir. Δy = ments — ymv

En la teoria del control, per caracteritzar el grau de dependència de la desviació del valor controlat sobre la càrrega, s'utilitza sovint el concepte d'error estàtic relatiu o estatisme de regulació.

Si la característica de control és clara (Fig. 2, b), l'estàtica serà constant per a tots els valors de càrrega. El valor estàtic (b) de cada regulador estàtic es pot determinar de la següent manera:

δ = (ments — ymv) / udimecres,

on ums — el valor màxim de la variable controlada corresponent a la càrrega q = 0, ymv — el valor mínim de la variable controlada corresponent a la càrrega qnom, yCp =(ums — ymv) /2 — el valor de la variable controlada presa com a base.

Un dels valors de la variable controlada umax, ymin, y es pot prendre com a valor base. Mitjana, etc.

Els controladors estàtics, malgrat el fet que són inherents a l'error estàtic, s'utilitzen àmpliament perquè són de disseny senzill i proporcionen un funcionament estable en modes transitoris. Els reguladors astàtics són propensos a les fluctuacions i en la majoria dels casos no tenen l'estabilitat necessària sense ajudes.