Regulator (kontrolteori)

Regulator , eller kontrolenhed , - i teorien om automatisk styring , en enhed, der overvåger tilstanden af ​​kontrolobjektet som et system og genererer styresignaler til det. Regulatoren overvåger ændringen i nogle parametre i kontrolobjektet (direkte eller ved hjælp af observatører ) og reagerer på deres ændring ved hjælp af nogle handlinger i overensstemmelse med den specificerede kontrolkvalitet.

Grundlæggende principper

Regulatoren er en del af kontrolsystemet.

Et feedbackstyringssystem kaldes "lukket", og et system uden feedback (det vil sige kun med direkte forbindelse) kaldes "åbent", "åbent". [en]

De fleste praktiske anvendelser bruger lukkede kredsløbsstyringssystemer.

Langt de fleste regulatorer arbejder ud fra princippet om negativ feedback for at kompensere for eksterne forstyrrelser, der virker på kontrolobjektet, og for at udarbejde den kontrollov, der er specificeret udefra eller indlejret i systemet. For at bestemme kontrolloven anvendes information om den matematiske model af objektet, som anses for at være kendt på forhånd.

Lovgivningsmæssig kvalitet

Kriterier for vurdering af reguleringens kvalitet :

• styrehastighed (tid til at reducere kontrolfejlen til en forudbestemt værdi);
• nøjagtighed som en steady-state fejl og som en mængde overskridelse ;
• stabilitetsmargin og fravær af svingninger , herunder dæmpede.

Den mest almindelige, på grund af dens universalitet, er PID -kontrolloven, som giver en acceptabel kontrolkvalitet i de fleste tilfælde, men ikke altid er optimal i hver specifik anvendelse, dvs. nogle gange kan man klare sig med en enklere reguleringslov. Et eksempel på en kompleks og effektiv controller er en controller baseret på Kalman-filteret .

Typer

Regulatorer er opdelt efter flere kriterier:

• I henhold til det generelle driftsprincip: adaptive, modale, robuste controllere osv.
• Ifølge lineariteten af ​​reguleringsloven: lineære og ikke-lineære regulatorer.
• I henhold til den implementerede reguleringslov (for lineære regulatorer). Reguleringsloven forstås som den vigtigste, fundamentale analytiske afhængighed af regulatorens udgangshandling på det regulerede objekt fra ændringen i inputsignalet modtaget af regulatoren fra det regulerede objekt. Følgelig er der:
  • proportional ( P-controller )
  • integrere ( I-controller )
  • differentiering ( D-regulator )
  • proportional-integration ( PI-controller )
  • proportional-afledt ( PD-controller )
  • proportional-integral-afledt ( PID-controller )

• Efter type energiforbrug
  • pneumatisk
  • elektrisk
  • hydraulisk

Pneumatiske typer omfatter proportional, proportional-integral og proportional-integral-afledte typer af regulatorer og en jetregulator . I pneumatiske regulatorer af alle typer er signalbæreren mellem de enkelte elementer trykluft. Systemerne har ikke elektriske kommunikationslinjer og elektriske kontaktanordninger, så de kan bruges til at automatisere processer under eksplosive og brandfarlige driftsforhold. Virkningen af ​​jetregulatorer er baseret på den aerodynamiske vekselvirkning mellem jetluftstrømme.

Elektriske regulatorer er også af forskellige typer: multi-kanal, type RP2, som er en berøringsfri relæenhed med pulsstyring af aktuatoren. Også type P, som ikke er en styreenhed, men en styreenhed med et lignende funktionsprincip. En anden type RF, som er en diskret-kontinuerlig controller og kan bruges som en korrigerende enhed [2] .

En af typerne af separat udviklede systemer er en elektronisk regulator . Disse kredsløb bruger ofte standardmåletransducere.

Integral regulator med variabel struktur

For at sikre de højeste kvalitetsindikatorer for teknologiske processer med indbyrdes forbundne parametre, er det bedst at ændre de kontrolhandlinger, der er nødvendige, i henhold til objekternes statiske karakteristika, kun for at kompensere for forstyrrelser. Den afstembare struktur af den integrerede controller giver kontrol over minimale ændringer i de regulatoriske handlinger af inertiobjekter. Hovedkomponenterne i strukturen er sporingskredsløbet og den logiske enhed. En hjælpekoordinat genereres i servosløjfen. Og i den logiske enhed dannes en logisk kontrollov . Afhængigt af kombinationen af ​​tegn på hjælpekoordinater ændres kontrolloven for at ændre systemets struktur. Efter at strukturen er valgt, åbnes en kontrolkanal for at sende et fejlsignal til integratoren. Når den er optimalt indstillet til den maksimale forstyrrelse, kompenserer den pågældende regulator nøjagtigt for forstyrrelsen i et kontinuerligt slag af aktuatoren. [3]

Se også

• PID regulator
• robust controller
• Automatisk kontrolsystem
• Frekvensrespons
• Fase respons
• Amplitude-fase frekvensrespons
• Logaritmisk amplitude-fase frekvensrespons
• Kompleks amplitudemetode
• Amplitude

Noter

1. ↑ Rotach Vitaly Yakovlevich. Teori om automatisk kontrol . - 5. - Moskva: CJSC "Publishing House MPEI", 2008. - S.  8 -12. — 396 s. - ISBN 978-5-383-00326-8 .
2. ↑ Kaganov V.Yu., Blinov O.M., Glinkov G.M., Morozov V.A. Automatisering af metallurgiske ovne. - M . : Metallurgi, 1975. - S. 139-150. — 376 s. — ISBN 3102-198.
3. ↑ Shidlovsky S. V. Automatisering af teknologiske processer og produktion: Lærebog. -Tomsk: NTL Publishing House, 2005. - s. 40-42 - 100 s.

I bibliografiske kataloger	NKC : ph683597