Statische und astatische Regulierung

Als astatische Regelung wird eine solche Regelung bezeichnet, bei der ein konstanter Wert im stationären Zustand bei verschiedenen Werten einer konstanten Last aufrechterhalten wird: ein geregelter Wert, der dem eingestellten Wert entspricht.

Astatismus – eine Eigenschaft von Messsystemen oder automatischen Steuersystemen, Fehler bei der stationären Regelung oder Nachführung, die unter dem Einfluss von Steuer- oder Störeinflüssen auf dieses System aufgetreten sind, auf Null zu reduzieren.

Das Reproduktionsgesetz – der Betriebsalgorithmus (im Folgenden nennen wir ihn Regelcharakteristik), ohne Berücksichtigung der Unempfindlichkeit des Reglers, wird durch die Gleichung y a = yo = const ausgedrückt.

Bei Vorliegen einer Unempfindlichkeit gilt fast immer y = yО +Δyoх, wobei Δyo der Wert der Unempfindlichkeit des Reglers ist.

Betrachten Sie das Funktionsprinzip von astatischen und statischen Reglern am Beispiel der Funktionsweise eines auf dem Turm installierten Wassertanks zur Wasserversorgung der Verbraucher.

In Abb. 1a zeigt ein Diagramm der astatischen Niveauregelung in der Nähe des Wassers im Tank.Der Schwimmer 1 ist über den Hebel mit dem Schieber des Rheostaten 2 verbunden, mit dessen Hilfe der Gleichstrommotor 3 bei jeder Bewegung des Schiebers aus der Mittelstellung nach oben oder unten beginnt, sich in die eine oder andere Richtung zu drehen und Ventil 4 zu bewegen (Regulierungsorgan), bis der vorgegebene Wasserstand im Tank wiederhergestellt ist, d. h. bis die am Ankerkreis des Motors anliegende Spannung gleich Null wird und ein Gleichgewichtszustand (Gleichgewichtszustand) eintritt.

Dieses Regime entspricht einem bestimmten vorgegebenen Wasserstand im Tank, der für alle Gleichgewichtsbedingungen bis zur Unempfindlichkeit des Reglers streng konstant bleibt. Die Unempfindlichkeit des Reglers wird in diesem Fall durch das Vorhandensein von Spiel in den Gelenken und die von Null verschiedene Startspannung des Motors bestimmt.

Reis. 1. Schema (a) und Steuercharakteristik (b) der astatischen Regelung

Wenn wir den Wasserdurchfluss durch q bezeichnen, dann entspricht die grafische Darstellung der Regelkennlinie als Funktion der Durchflussmenge q der in Abb. gezeigten Abhängigkeit. 1, geb.

Feige. 1, aber es ist zu erkennen, dass das Regelorgan (Ventil 4) und das empfindliche Element (Schwimmer 1) keine direkte Verbindung haben, sondern über einen Gleichstrommotor und einen Rheostat miteinander verbunden sind, daher ist dieses System indirekt Regelsystem… Hierbei wird jedes Mal, wenn das Regelelement so umgestellt wird, dass die Regelgröße (Wasserstand im Tank) bei jeder Belastung (Wasserdurchfluss q) auf einen bestimmten Wert zurückgeführt wird. Geräte, die eine astatische Regelung durchführen, werden als astatische Regler bezeichnet.

Neben der astatischen Regelung wird in der Praxis häufig auch die statische Regelung eingesetzt.

Die Regelung wird als statische Regelung bezeichnet, wenn die Werte der Regelgröße, die sich nach dem Ende des Einschwingvorgangs bei unterschiedlichen konstanten Belastungswerten einstellen, je nach Belastung auch unterschiedliche konstante Werte annehmen.

In Abb. In Abb. 2, a zeigt ein Diagramm der statischen Regulierung des Wasserspiegels im Kopftank. Schwimmer 1 wirkt direkt auf das Regelorgan – Ventil 2, daher ist der Regler in diesem Fall ein direkt wirkender Regler.

Wenn die Durchflussrate q des Wassers zunimmt, beginnt sein Füllstand im Tank zu sinken, der Schwimmer senkt sich und bewegt das Ventil, wodurch der Querschnitt der Versorgungsleitung und dementsprechend die pro Einheit durch die Leitung eintretende Wassermenge vergrößert wird Zeit. In diesem Fall beginnt der Wasserspiegel zu steigen, wodurch der Schwimmer und gleichzeitig das Ventil angehoben werden.

Ein Gleichgewicht stellt sich ein, wenn der Wasserzufluss seinem Verbrauch entspricht. Je größer die Belastung, d.h. Je größer der Durchfluss q, desto weiter wird das Ventil geöffnet und desto tiefer befindet sich der Schwimmer im Gleichgewicht. Daher nimmt in diesem Schema mit zunehmender Last der Wasserstandswert (Regelwert y) ab.

Reis. 2... Schema (a) und Steuercharakteristik (b) der statischen Regelung

Geräte, die eine statische Regelung durchführen, heißen statische Regler... Die Regelcharakteristik des statischen Reglers wird durch die Gleichung y = yО +Δy ausgedrückt.

Statische Regler halten den Wert der Regelgröße nicht streng konstant, sondern weisen einen Fehler auf, der als statischer Fehler bezeichnet wird.

Unter statischem Fehler versteht man die größte Abweichung des Regelwertes beim Lastwechsel von Null auf Nennlast, d.h. Δy = Geist – ymv

In der Regelungstheorie wird zur Charakterisierung des Grades der Abhängigkeit der Abweichung der Regelgröße von der Last häufig das Konzept des relativen statischen Fehlers oder des Regelungsstatismus verwendet.

Bei eindeutiger Regelcharakteristik (Abb. 2, b) ist die Statik für alle Belastungswerte konstant. Der statische Wert (b) jedes statischen Reglers kann wie folgt bestimmt werden:

δ = (Gedanken – ymv) / uWednesday,

wobei ums – der Maximalwert der Regelvariablen entsprechend der Last q = 0, ymv – der Minimalwert der Regelvariablen entsprechend der Last qnom, yCp =(ums – ymv) /2 – der Wert der genommenen Regelvariablen als Basis.

Als Basiswert kann einer der Werte der Regelvariablen umax, ymin, y genommen werden. Avg usw.

Statische Controller werden trotz der Tatsache, dass sie mit statischen Fehlern behaftet sind, häufig verwendet, da sie einfach aufgebaut sind und einen stabilen Betrieb in Übergangsmodi bieten. Astatische Atemregler sind anfällig für Schwankungen und verfügen in den meisten Fällen ohne Hilfsmittel nicht über die nötige Stabilität.