Regolazione statica e astatica

La regolazione astatica è chiamata tale regolazione, in cui un valore costante viene mantenuto in uno stato stazionario a diversi valori di un carico costante: un valore controllato pari al valore impostato.

Astatismo: una proprietà dei sistemi di misurazione o dei sistemi di controllo automatico per ridurre a zero gli errori nella regolazione o nel tracciamento dello stato stazionario, che si sono verificati sotto l'influenza del controllo o di influenze di disturbo su questo sistema.

La legge di riproduzione - l'algoritmo di funzionamento (di seguito lo chiameremo caratteristica di controllo), senza tener conto dell'insensibilità del controllore, è espressa dall'equazione y a = yo = const.

In presenza di insensibilità esiste quasi sempre y = yО +Δyoх dove Δyo è il valore dell'insensibilità del controllore.

Si consideri il principio di funzionamento dei regolatori statici e statici, utilizzando l'esempio del funzionamento di un serbatoio d'acqua installato sulla torre per fornire acqua ai consumatori.

Nella fig. 1a mostra uno schema del controllo di livello astatico vicino all'acqua nel serbatoio.Il galleggiante 1 attraverso la leva è collegato al cursore del reostato 2, con l'aiuto del quale il motore DC 3, ogni volta che il cursore si sposta verso l'alto o verso il basso dalla posizione centrale, inizia a ruotare in una direzione o nell'altra e sposta la valvola 4 (corpo regolatore), fino a quando non verrà ripristinato il dato livello di acqua nel serbatoio, cioè fino a quando la tensione applicata al circuito di armatura del motore diventa uguale a zero e si verifica uno stato di equilibrio (stato di equilibrio).

Questo regime corrisponde ad un certo livello prefissato di acqua nel serbatoio, che per tutte le condizioni di equilibrio rimane rigorosamente costante fino all'insensibilità del regolatore. L'insensibilità del regolatore in questo caso è determinata dalla presenza di gioco nelle giunzioni e dalla tensione di avviamento del motore, diversa da zero.

Riso. 1. Schema (a) e caratteristica di controllo (b) della regolazione astatica

Se indichiamo il flusso d'acqua attraverso q, la rappresentazione grafica della caratteristica di controllo in funzione della portata q corrisponderà alla dipendenza mostrata in Fig. 1, b.

Fico. 1, ma si può notare che il corpo regolatore (valvola 4) e l'elemento sensibile (galleggiante 1) non hanno un collegamento diretto, ma sono collegati tra loro tramite un motore DC e un reostato, quindi questo sistema è un collegamento indiretto sistema di controllo… Qui ogni volta, quando l'elemento di regolazione viene riorganizzato in una posizione tale che la variabile controllata (livello dell'acqua nel serbatoio) viene riportata ad ogni carico (portata d'acqua q) a un certo valore. I dispositivi che eseguono la regolazione astatica sono chiamati regolatori astatici.

Insieme all'astatico, nella pratica è ampiamente utilizzata la regolazione statica.

La regolazione si chiama controllo statico se i valori della variabile controllata che si stabiliscono dopo la fine del processo transitorio a diversi valori di carico costante assumeranno anche valori costanti diversi a seconda del carico.

Nella fig. 2, a mostra un diagramma della regolazione statica del livello dell'acqua nel serbatoio di testa. Il galleggiante 1 agisce direttamente sul corpo regolatore - valvola 2, quindi il regolatore in questo caso sarà un regolatore ad azione diretta.

All'aumentare della portata q dell'acqua, il suo livello nel serbatoio inizierà a diminuire, il galleggiante si abbasserà e sposterà la valvola, aumentando la sezione trasversale del tubo di alimentazione e, di conseguenza, la quantità di acqua che entra attraverso il tubo per unità tempo. In questo caso il livello dell'acqua inizierà a salire, sollevando il galleggiante e contemporaneamente la valvola.

L'equilibrio si verificherà quando l'afflusso di acqua è uguale al suo consumo. Maggiore è il carico, ad es. la portata q, più la valvola sarà aperta e quindi più basso sarà il galleggiante in equilibrio. Pertanto, in questo schema, all'aumentare del carico, il valore del livello dell'acqua (valore controllato y) diminuirà.

Riso. 2... Schema (a) e caratteristica di controllo (b) della regolazione statica

Vengono chiamati i dispositivi che effettuano la regolazione statica regolatori statici... La caratteristica di controllo del regolatore statico è espressa dall'equazione y = yО +Δy.

I controllori statici non mantengono un valore strettamente costante della variabile controllata, ma con un errore chiamato errore statico.

L'errore statico è inteso come la massima deviazione del valore controllato quando il carico passa da zero a nominale, cioè Δy = menti — ymv

Nella teoria del controllo, per caratterizzare il grado di dipendenza della deviazione della grandezza controllata dal carico, si usa spesso il concetto di errore statico relativo, o statismo di regolazione.

Se la caratteristica di controllo è chiara (Fig. 2, b), la statica sarà costante per tutti i valori di carico. Il valore statico (b) di ciascun regolatore statico può essere determinato come segue:

δ = (mente — ymv) / umercoledì,

dove ums — il valore massimo della variabile controllata corrispondente al carico q = 0, ymv — il valore minimo della variabile controllata corrispondente al carico qnom, yCp =(ums — ymv) /2 — il valore della variabile controllata presa come base.

Uno dei valori della variabile controllata umax, ymin, y può essere preso come valore di base Avg, ecc.

I controller statici, nonostante siano inerenti all'errore statico, sono ampiamente utilizzati perché sono semplici nel design e forniscono un funzionamento stabile nelle modalità transitorie. I regolatori astatici sono soggetti a fluttuazioni e nella maggior parte dei casi non hanno la necessaria stabilità senza aiuti.