Регулирование по возмущению и по отклонению

Регулирование “по отклонению”

Если в системе существует обратная связь, то имеется возможность для функционирования контура управления по отклонению. Такая система или контур называются замкнутыми.

Замкнутая система - система, в которой ее элементы обмениваются сигналами только между собой.

Прямая связь

Управляющее Управляемый

звено объект

Обратная связь

Рис.3. Упрощенная блок-схема замкнутой системы

(система с обратной связью)

Контур управления по отклонению реагирует на изменение выходных параметров управляемого объекта независимо от наличия или отсутствия возмущающих воздействий. Управляющие воздействия направлены на усиление или же на нейтрализацию возникшего отклонения в зависимости от конкретной задачи. Достоинством данного контура является возможность компенсации последствий влияния всех возмущающих воздействий, в том числе тех, которые не могут быть заранее предусмотрены в контурах регулирования по возмущению. Недостатком является то, что он не позволяет предотвратить изменение величины, только допускает колебания величины в определенный пределах.

Контур управления по отклонению состоит из двух основных частей: управляющего звена (регулятора) и объекта управления (см. рис. 3 и рис. 4). Объект управления имеет два входа. По одному из них поступает управляющий сигнал, по второму - возмущающее воздействие (помехи) F_d. Управляющее устройство включает в себя две подсистемы: измерительное устройство (рецептор или датчик), преобразующий входной сигнал и сравнительное устройство - детектора ошибки. Детектор ошибки сравнивает действительное значение управляемой величины (Y _o) и должное значение (Y _i) и генерирует сигнал ошибки Y_e

Y _e =Y _i - Y _o

На основе сигнала ошибки регулятор выдает на выходе управляющий сигнал, который на рис 4. обозначен U. В случае, когда должная и действительная величина совпадают, т.е. Y _e= 0, на регулирующее устройство никакого управляющего воздействия не подается. Из этого следует, что контур регулирования по отклонению работает при наличии самого отклонения. Если управляющее воздействие направлено в ту же сторону, что и отклонение, то это будет контур управления с положительной обратной связью, если в противоположную сторону - то с контур управления с отрицательной обратной связью. При отсутствии отклонения, обратная связь не будет ни отрицательной, ни положительной, поскольку управляющее воздействие будет отсутствовать.

Z (P) Объект

Регулятор регулирования

Yi U Y₀

К₂(Р) К₁ (Р)

Рис 4. Блок-схема контура управления по отклонению

Y₀ - выходной сигнал или управляемая величина

Yi - входной (задающий) сигнал

U - управляющее воздействие

К₁(Р) и К₂(Р) соответственно, передаточные функции объекта регулирования и регулятора

Z (P) - возмущение

Регулирование “по возмущению”

Если система разомкнутая, то в ней может осуществляется только регулирование по возмущению.

Возмущение - это воздействие, стремящееся нарушить требуемую функциональную связь между задающим воздействием и управляемой величиной.

Управляющее воздействие при регуляции по возмущению формируется в соответствии с величиной внешнего возмущения. Оно компенсирует действие возмущающего фактора, стремящегося отклонить регулируемую величину от заданного значения. Достоинством данного контура также является возможность предотвращения изменения выходной переменной, и, следовательно, поддержания выходных параметров на заданном уровне. Однако отсутствие обратной связи не позволяет учесть влияние других возмущающих воздействий и различных внутренних факторов, что является недостатком данного контура.

Z(P)

Компенсатор U Управляемый Y₀

объект

К₃(Р) К₁(Р)

Рис. 5. Блок-схема контура управления по возмущению

Z(P) – возмущение;

К₁(Р) и К₃(Р) соответственно, передаточная функция объекта управления и

управляющего объекта (компенсатора);

U - управляющее воздействие.

Комбинированные системы.

Системы регулирования по отклонению и по возмущению существуют как в чистом виде, так и в виде комбинации этих двух типов. Такие системы называются комбинированными.

В комбинированных системах главное возмущение должно компенсироваться системой “по возмущению”, а все остальные - контуром по отклонению. Такое регулирование является более эффективным. Оно характерно для биологических систем.

Дата добавления: 2017-01-14