ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ В ТЕОРИИ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Любой агрегат, аппарат или устройство, в котором требуется что-либо регулировать, в автоматике называется объектом регулирования (объектом управления). Тот параметр, который требуется регулировать, называют регулируемым параметром. То значение параметра, которое необходимо поддерживать постоянным или изменять по какому-либо закону, называют заданным значением.

В любом объекте регулирования имеется приток среды или энергии в объект и её расход из объекта. Расход среды или энергии из объекта поступает потребителю, который может изменять его по своему усмотрению.

Те устройства, с помощью которых можно изменять расходы сред, называют регулирующими органами (регулирующие клапаны, заслонки, направляющие аппараты, питатели и т.п.).

Любой объект регулирования может находиться в двух режимах работы: статическом (установившемся) и динамическом.

В статическом (установившемся) режиме приток среды или энергии в объект равен ее расходу из объекта. В объекте никаких изменений нет, регулируемый параметр не изменяется, постоянен. Его принимают за заданное значение. Регулирования не требуется.

В динамическом режиме приток среды в объект не равен ее расходу из объекта. В объекте начинаются изменения, параметры начинают изменяться. В этом режиме требуется регулирование. Причиной возникновения небаланса между притоком среды или энергии в объект и ее расходом из объекта в основном является потребитель. Влияние потребителя на объект регулирования называют внешним возмущением.

Рассмотрим эти понятия на наглядном примере бака с водой, как объекта регулирования уровня воды (рис.1).

О.Р. – объект регулирования; Р.О. – регулирующий орган; Q1 – приток среды; Q2 – расход среды; H – уровень воды в баке; H0 – заданное значение уровня; S – сечение бака; V0 – объем жидкости в баке при статическом режиме

Рис.1.

1) Статический режим: Q₁ = Q₂; DQ = Q₁ – Q₂ = 0. Н = const = Н₀.

2) Динамический режим: Q₁ ¹ Q₂; ±DQ = Q₁-Q₂; Н - изменяется. При регулировании рассматриваются отклонения уровня от заданного значения ±DН = Н – Н₀.

При отклонении уровня воды на +DН (потребитель уменьшил расход Q₂), оператор при ручном управлении будет прикрывать регулирующий орган на притоке, уменьшая Q₁.

При новом равенстве расходов Q₁ и Q₂ опять установится баланс расходов, и уровень установится на каком-то значении. Следовательно, основной смысл регулирования сводится к установлению нового баланса между притоком среды или энергии и ее расходом из объекта.