Classificazione dei sistemi di controllo in base all'algoritmo di funzionamento

Il valore della variabile controllata e la natura del suo cambiamento, come abbiamo già visto, dipendono da una serie di fattori: l'influenza dell'ambiente, il tempo, l'influenza perturbatrice, ecc. questi fattori.

Qualsiasi sistema automatico è determinato dalla natura del suo algoritmo di funzionamento (la legge della riproduzione), dalla natura del suo algoritmo di controllo e dalla presenza (assenza) della capacità di autoadattamento. Questi caratteri sono alla base della classificazione dei sistemi automatici.

Per la natura dell'algoritmo funzionante, i sistemi automatici sono suddivisi in stabilizzazione, tracciamento e software.

V sistemi di stabilizzazione valore regolabile y per eventuali disturbi F (f) agenti sul sistema, il regolatore viene mantenuto costante e pari al valore dato yo entro le tolleranze y = yo + Δy,

dove Δy — deviazione del valore controllato in funzione dell'entità del disturbo F (t) che agisce sul sistema.

Le azioni di regolazione x (t) in tali sistemi sono valori costanti e predeterminati: x (t) = const.

I sistemi di stabilizzazione automatica possono essere implementati sul principio della regolazione astatica e statica. Per maggiori dettagli vedi qui: Regolazione astatica e statica.

SI sistemi di tracciamento I sistemi di controllo automatico comprendono i sistemi in cui la riproduzione di un valore in ingresso variabile secondo una legge arbitraria viene effettuata in uscita dal sistema con un errore accettabile.

La legge di riproduzione per un sistema di tracciamento può essere scritta nella seguente forma: y = x oppure y = kx,

dove x è una quantità di input arbitraria che dipende dal tempo o da altri parametri e di solito è sconosciuta in anticipo, k è un fattore di scala.

Nei servosistemi viene utilizzata una terminologia diversa dalla terminologia utilizzata nei sistemi di controllo: invece di «regolazione» si dice «tracciamento», «fine del processo» — «elaborazione», «valore di input» — «valore guida» , «valore di uscita» — «valore subordinato».

Nella fig. 1a mostra uno schema a blocchi esemplificativo di un servosistema.

Riso. 1. Diagramma a blocchi (a) e diagramma (b) delle variazioni dello spostamento angolare dell'ingresso e dell'uscita del servosistema: 3 - elemento di azionamento, D - sensore di disallineamento, P - controller, O - oggetto, MT - misurazione ed elemento di conversione.

L'elemento principale del sistema di tracciamento è il sensore di discrepanza D, che determina la discrepanza (errore) tra i valori slave e master. Il valore slave y viene misurato dall'elemento di conversione della misura dell'MF e portato al livello del valore master x.

Il sensore di discrepanza D imposta il valore della discrepanza tra il valore master x proveniente dall'elemento master 3 e il valore slave y e invia un segnale al controller P, che genera un'azione di regolazione Z (t) sull'oggetto. Il regolatore cerca di ridurre a zero il disallineamento risultante. Segue uno scostamento del valore dello slave dal set point del master.

Nella fig. 1, b mostra un diagramma approssimativo della variazione dei valori master x e slave y del sistema di tracciamento.

I sistemi automatici che rendono la variabile controllata y secondo una certa legge prestabilita sono chiamati sistemi di controllo software.

La legge di riproduzione di un sistema software può essere espressa dall'equazione

y = x (T),

dove x (T) è una funzione temporale impostata (prenota) che il sistema deve riprodurre.

In tali sistemi, è necessario disporre di un dispositivo speciale: un rilevatore per modificare il valore dell'impostazione x (t) secondo una determinata legge richiesta.

Per la natura dell'algoritmo di controllo, i sistemi automatici sono suddivisi in sistemi automatici con un anello di azione aperto (anello di controllo aperto) e sistemi automatici con un anello di azione chiuso (anello di controllo chiuso).

I sistemi autoadattativi si dividono in sistemi autoadattativi o autoregolanti e sistemi non autoadattativi. Va notato che i sistemi autoadattativi rappresentano un nuovo tipo di sistema e non tutti i concetti di questo tipo di sistema sono completamente formati, quindi in diversi libri di testo hanno nomi diversi,

Tutti gli impianti di produzione devono funzionare in modo ottimale in termini di consumo energetico, produttività e qualità delle operazioni di produzione.

Quando si automatizzano tali impianti, è necessario disporre di dispositivi speciali che possano fornire la regolazione automatica dell'impianto di produzione per funzionare in modo ottimale. Tali dispositivi speciali sono chiamati sistemi di regolazione automatica o sistemi di controllo autoregolanti.

Questi sistemi adattano automaticamente l'unità di produzione alle mutevoli condizioni operative, ad es. alle mutevoli caratteristiche dell'oggetto gestito (cambiamenti nei disturbi), e farlo funzionare in modo ottimale; pertanto, i sistemi di sintonizzazione automatica sono spesso chiamati sistemi di controllo ottimali o estremi.

L'uso di tali sistemi consente di aumentare la produttività dell'impianto, migliorare la qualità dei prodotti, ridurre il costo del lavoro per unità di produzione, ecc. In futuro, molte installazioni automatizzate disporranno di sistemi di configurazione automatica.