Teoria sistemelor automate de control
Sistemul de control automat, așa cum deja cunoscut, compus din interconectate și care interacționează între un obiect controlat și un dispozitiv de control (Fig. 2.6). Prin urmare, calitatea proceselor care au loc în ea depinde de proprietățile obiectului, precum și asupra modului în care dispozitivul de comandă controlează obiectul.
, Se numește algoritmul de control. Această relație poate fi reprezentată
în care unele F-, în general, funcție, neliniară erorii x, influențează dereglarea de conducere /, precum și derivații și integralele acestora în ceea ce privește timpul. În general, se poate scrie după cum urmează:
Primul termen corespunde gestionării abaterii, al doilea și al treilea - privind gestionarea influențelor externe (No și retrimise), care este utilizat în sisteme combinate.
în conformitate cu forma liniară
1. Controlul proporțional. În cazul algoritmului de control control proporțional are forma
, atunci când eroarea devine zero, acțiunea de control va continua să acționeze în aceeași direcție, forțând-o să crească din nou, schimbarea semn. Ca rezultat al procesului în sistem poate fi prea oscilatorie sau chiar divergente.
2. Gestionarea derivatelor. Care este controlată de prima derivată a erorii făcută dependentă
t. e. dispozitivul de comandă nu răspunde la eroarea în sine, iar rata de schimbare (Fig. 2.7, b) și, prin urmare, actele care caută în mod activ pentru a preveni apariția erorii.
Oficiul derivatului nu are nici o valoare independentă, ca și în starea de echilibru atunci când eroarea este constantă, derivata erorii este zero, iar controlul este terminată. Cu toate acestea, ea poate juca un rol foarte important în procesul de tranziție și dinamica generală ca un ajutor, deoarece un astfel de control permite să se ia în considerare nu numai prezența unor erori, dar, de asemenea, au tendința de a mări sau micșora eroarea. Prin urmare, administrarea derivatului este de obicei combinat cu managementul abaterii:
Atunci când se utilizează acest algoritm, acțiunea de control are loc chiar
Mai mult decât atât, se schimbă semnul său mai devreme decât eroarea în sine, adică. E. Act proactiv. Ca urmare a controlului prin derivata sistemului de control al erorilor crește viteza reacției crește viteza sa, ceea ce conduce la scăderea erorilor în dinamică.
În unele cazuri, algoritmul de control poate fi administrat derivați de ordin superior - al doilea, al treilea, etc. Acest lucru îmbunătățește suplimentar proprietățile dinamice ale sistemului de control automat ... Cu toate acestea, în prezent realizarea tehnică a doua derivatelor de ordinul a întâmpină dificultăți considerabile de mai sus.
3. Managementul Integral. Când controlul integral este efectuat relație proporțională între controlul de schimbare a vitezei, feedback-ul și de eroare:
În acest caz, acțiunea de control se obține proporțional cu integrala erorii în timp:
. Prin urmare, atunci când apare o eroare, acțiunea de control se acumulează treptat, rămase în ceea ce privește modificarea erorii.
Managementul pentru a îmbunătăți precizia sistemului și poate fi realizată prin
a doua integrantă a timpului de eroare:
Cu toate acestea, viteza de declin va fi chiar mai vizibile. 4. Controlul PID. Când controlul PID este efectuat dependent
Acest control combină precizia ridicată a controlului integrat cu un control proporțional de mare viteză. În primele momente de timp din când un sistem de control PID eroare funcționează ca un sistem de control proporțional. Acest lucru este determinat de primul termen din partea dreaptă a algoritmului de control. În viitor, sistemul începe să funcționeze ca un sistem de management integrat, ca în timp valoarea predominantă începe pentru a obține al doilea mandat.
In general, algoritmul de control poate avea o formă complicată și, în plus, să conțină un termen proporțional cu eroarea, de asemenea, integralele (pentru a îmbunătăți precizia) și derivați (pentru a îmbunătăți proprietățile dinamice) ale erorii. De exemplu, utilizate în mod obișnuit de control PID cu introducerea primei derivate
Pentru algoritmi de control liniare elaborate numeroase metode aplicative de cercetare (analiză și sinteză), diferite metode de calcul și experimentale de determinare a procesului de stabilitate, precizie și control al calității, precum și scheme tehnice specifice ale dispozitivelor care formează algoritmi liniari.