Elemen sistem automatik

Mana-mana sistem automatik terdiri daripada elemen struktur yang berasingan, saling berkaitan dan melaksanakan fungsi tertentu, yang biasanya dipanggil elemen atau cara automasi... Dari sudut pandangan tugas berfungsi yang dilakukan oleh elemen dalam sistem, ia boleh dibahagikan kepada persepsi , menetapkan, membandingkan, mengubah, eksekutif dan pembetulan.

Elemen penderia atau transduser primer (sensor) mengukur kuantiti terkawal proses teknologi dan menukarnya daripada satu bentuk fizikal kepada yang lain (contohnya, termometer termoelektrik menukarkan perbezaan suhu kepada thermoEMF).

Elemen penetapan automasi (elemen penetapan) berfungsi untuk menetapkan nilai yang diperlukan bagi pembolehubah terkawal Xo. Nilai sebenar mesti sepadan dengan nilai ini. Contoh penggerak: penggerak mekanikal, penggerak elektrik seperti perintang rintangan berubah, induktor berubah dan suis.

Pembanding untuk automasi membandingkan nilai pratetap nilai terkawal X0 dengan nilai sebenar X. Isyarat ralat yang diterima pada output pembanding ΔX = Xo — X dihantar sama ada melalui penguat atau terus ke pemacu.

Elemen pengubah melakukan penukaran dan penguatan isyarat yang diperlukan dalam penguat magnet, elektronik, semikonduktor dan lain-lain apabila kuasa isyarat tidak mencukupi untuk kegunaan selanjutnya.

Elemen eksekutif mencipta tindakan kawalan pada objek kawalan. Mereka menukar jumlah tenaga atau bahan yang dibekalkan atau dikeluarkan daripada objek terkawal supaya nilai terkawal sepadan dengan nilai yang diberikan.

Elemen pembetulan berfungsi untuk meningkatkan kualiti proses pengurusan.

Sebagai tambahan kepada elemen utama dalam sistem automatik, terdapat juga anak syarikat, yang termasuk peranti pensuisan dan elemen pelindung, perintang, kapasitor dan peralatan isyarat.

Semuanya elemen automasi tanpa mengira tujuannya, mereka mempunyai set ciri dan parameter tertentu yang menentukan ciri operasi dan teknologi mereka.

Ciri utama utama ialah ciri statik unsur... Ia mewakili pergantungan nilai output Хвх pada input Хвх dalam mod pegun, i.e. Xout = f(Xin). Bergantung kepada pengaruh tanda kuantiti input, tidak boleh balik (apabila tanda kuantiti keluaran kekal malar sepanjang julat variasi) dan ciri statik boleh balik (apabila perubahan dalam tanda kuantiti input membawa kepada perubahan dalam tanda kuantiti keluaran) dibezakan.

Ciri dinamik digunakan untuk menilai prestasi elemen dalam mod dinamik, i.e. dengan perubahan pantas dalam nilai input. Ia ditetapkan oleh tindak balas sementara, fungsi pemindahan, tindak balas frekuensi. Tindak balas sementara ialah pergantungan nilai keluaran Xout pada masa τ: Xvx = f (τ) — dengan perubahan seperti lompatan isyarat input Xvx.

Faktor penghantaran boleh ditentukan daripada ciri statik unsur tersebut. Terdapat tiga jenis faktor penghantaran: statik, dinamik (perbezaan), dan relatif.

Keuntungan statik Kst ialah nisbah nilai keluaran Xout kepada input Xin, iaitu Kst = Xout / Xvx. Faktor pemindahan kadangkala dipanggil faktor penukaran. Berhubung dengan elemen struktur tertentu, nisbah penghantaran statik juga dipanggil keuntungan (dalam penguat), nisbah pengurangan (dalam kotak gear), faktor transformasi (dalam transformer) dan lain-lain.

Untuk unsur dengan ciri bukan linear, pekali pemindahan dinamik (pembezaan) Kd digunakan, iaitu Kd = ΔХвх /ΔXvx.

Pekali penghantaran relatif Cat adalah sama dengan nisbah perubahan relatif dalam nilai output elemen ΔXout / Xout.n kepada perubahan relatif kuantiti input ΔXx / Xx.n,

Kucing = (ΔXout / Xout.n) /ΔXvx / Xvx.n,

di mana Xvih.n dan Xvx.n — nilai nominal output dan kuantiti input. Pekali ini ialah nilai tanpa dimensi dan mudah apabila membandingkan elemen yang berbeza dalam reka bentuk dan prinsip operasi.

Ambang kepekaan — nilai terkecil bagi kuantiti input di mana terdapat perubahan ketara dalam kuantiti keluaran.Ia disebabkan oleh kehadiran unsur geseran dalam struktur tanpa pelincir, celah dan tindak balas pada sendi.

Ciri ciri sistem tertutup automatik, di mana prinsip kawalan dengan sisihan digunakan, ialah kehadiran maklum balas. Mari kita lihat prinsip maklum balas menggunakan contoh sistem kawalan suhu untuk relau pemanasan elektrik. Untuk mengekalkan suhu dalam had yang ditetapkan, tindakan kawalan memasuki kemudahan, iaitu. voltan yang dibekalkan kepada elemen pemanasan terbentuk dengan mengambil kira nilai suhu.

Menggunakan transduser suhu primer, output sistem disambungkan kepada inputnya. Pautan sedemikian, iaitu saluran yang melaluinya maklumat dihantar ke arah yang bertentangan berbanding dengan tindakan kawalan, dipanggil pautan maklum balas.

Maklum balas ia boleh positif dan negatif, tegar dan fleksibel, asas dan tambahan.

Hubungan maklum balas yang positif digunakan apabila tanda maklum balas dan pengaruh rujukan sepadan. Jika tidak, maklum balas itu dipanggil negatif.

Litar maklum balas fleksibel: a, b, c — pembezaan, d dan e — penyepaduan
Skim sistem kawalan automatik paling mudah: 1 — objek kawalan, 2 — pautan maklum balas utama, 3 — elemen perbandingan, 4 — penguat, 5 — penggerak, 6 — elemen maklum balas, 7 — elemen pembetulan.

Jika tindakan yang dihantar bergantung hanya pada nilai parameter terkawal, iaitu ia tidak bergantung pada masa, maka sambungan sedemikian dianggap tegar. Maklum balas keras beroperasi dalam kedua-dua keadaan mantap dan sementara.Gelung balik fleksibel merujuk kepada pautan yang beroperasi hanya dalam mod sementara. Maklum balas fleksibel dicirikan oleh penghantaran sepanjangnya kepada input terbitan pertama atau kedua bagi perubahan dalam pembolehubah terkawal dari semasa ke semasa. Dalam maklum balas yang fleksibel, isyarat keluaran hanya wujud apabila pembolehubah terkawal berubah dari semasa ke semasa.

Maklum balas asas menghubungkan output sistem kawalan kepada inputnya, iaitu ia menghubungkan nilai terkawal kepada yang utama. Selebihnya ulasan dianggap sebagai tambahan atau tempatan. Maklum balas tambahan menghantar isyarat tindakan daripada output setiap pautan dalam sistem ke input setiap pautan sebelumnya. Ia digunakan untuk meningkatkan sifat dan ciri elemen individu.