Az automatikus vezérlőrendszerek osztályozása

A vezérlő algoritmusnak megfelelően egymással összekapcsolt és egymással kölcsönhatásban lévő automatikus vezérlőeszköz és vezérlőobjektum halmazát automatikus vezérlőrendszernek (ACS) nevezzük.

Az automatikus vezérlőrendszerek a szabályozási mód és a funkcionális jellemzők szerint osztályozhatók. A szabályozási módszer szerint minden rendszer két nagy osztályra van osztva: közönséges (nem önszabályozó) és önszabályozó (adaptív).

Az egyszerű kategóriába tartozó hétköznapi rendszerek az irányítás során nem változtatnak szerkezetükön. Ezek a legfejlettebbek és széles körben használatosak az öntödékben és a termikus műhelyekben. Az általános automatikus vezérlőrendszerek három alosztályra oszthatók: nyitott, zárt és kombinált vezérlőrendszerek.

A nyílt hurkú automata vezérlőrendszereket pedig automatikus merev vezérlőrendszerekre (SZHU) és zavarszabályozó rendszerekre osztják.

Az első rendszerekben a szabályozó a kapott eredménytől, azaz a szabályozott változó értékétől és a külső zavarástól függetlenül hat a vezérlőobjektumra. A zavarszabályozó rendszerek azon az elven működnek, hogy a vezérlőművelet a vezérlőobjektumot érintő külső zavaroktól függően jön létre.

Példaként vegyük egy öntöde vagy termikus műhely fűtési rendszerét. Ebben az esetben az üzlet fűtési csövében a meleg víz fogyasztása a külső időjárási viszonyoktól függ. Minél hidegebb van kint, annál több melegvíz jut a radiátorokhoz és fordítva.

Az eltérítési elven működő zárt automatikus vezérlőrendszereket automatikus vezérlőrendszereknek (ACS) is nevezik. Megkülönböztető jellemzőjük a jel áthaladásának zárt ciklusának jelenléte, vagyis egy visszatérő csatorna jelenléte, amelyen keresztül a vezérelt változó állapotára vonatkozó információ továbbítódik az összehasonlító elem bemenetére.

Az automatikus vezérlőrendszereket három probléma megoldására tervezték: a szabályozott érték stabilizálása (stabilizáló ATS), a szabályozott érték megváltoztatása ismert (programozott ATS) vagy ismeretlen (követő ATS) programok szerint.

Az ATS stabilizálásnál a szabályozott változó alapértéke állandó. Ilyen rendszer például a hőmérsékletszabályozó rendszer a termikus kemence munkaterében. A szoftveres ATS-ben a vezérelt változó értéke idővel változik egy előre megtervezett (ismert) program szerint.

Szervo rendszerekben a vezérelt változó beállított értéke idővel változik egy korábban ismeretlen program szerint.A nyomkövető és szoftveres ATS-ek a referenciajel feldolgozásának elve tekintetében különböznek a stabilizátoroktól.

A szervovezérlés legjellemzőbb példája az üzemanyag- és levegőfogyasztás adott arányának automatikus fenntartása az égési folyamat szabályozása során a tüzelőanyag olvasztására és melegítésére szolgáló kemencékben.

Automatikus vezérlőrendszerek: a – nyitott, b – előfeszített nyitott, c – zárt, d – kombinált, d – önszabályozó, P – vezérlő, OU – vezérlőobjektum, ES – összehasonlító elem, UAV – a vezérlési művelet elemzésére szolgáló eszköz : VU — számítástechnikai eszköz, IU végrehajtó eszköz, AUU az automatikus vezérlőeszköz, AUO vezérlőobjektum-elemző eszköz.

A kombinált rendszerek egyesítik az eltérés- és zavarszabályozó rendszerek előnyeit, ami növeli a szabályozás pontosságát. Az el nem számolt zavarok hatását a kombinált rendszerekben a torzítás szabályozása kompenzálja vagy csillapítja.

Az önszabályozó (adaptív) rendszerek három alosztályra oszthatók: extrém rendszerek, önhangoló rendszerek és önhangoló rendszerek.

Az extrém szabályozási rendszereket stabilizáló, nyomkövető vagy programozott vezérlőrendszereknek nevezzük, amelyekben a beállítási, programozási vagy reprodukálási törvény automatikusan változik a külső körülmények vagy a rendszer belső állapotának változásaitól függően, hogy a legkedvezőbb (optimális) működési módot hozza létre. vezérlő objektum.

Az ilyen rendszerekben az állandó beállítás vagy program helyett egy automatikus keresőkészüléket telepítenek, amely elemzi az objektum minden jellemzőjét (hatékonyság, termelékenység, gazdaságosság stb.), és a kapott eredménytől függően megadja a szükséges értéket egy vezérelt változó a vezérlőkészülékhez, hogy ez a jellemző kiemelkedő értékű legyen a rendszer működési feltételeit befolyásoló különféle zavaró hatások folyamatos változásával.

Az önhangoló paraméterekkel rendelkező rendszerekben, amikor a vezérelt objektum külső feltételei vagy jellemzői megváltoznak, a vezérlőberendezés változó paramétereiben automatikus (nem előre meghatározott program szerint) változás történik a rendszer stabil működésének és karbantartásának biztosítása érdekében. a szabályozott érték adott vagy optimális szinten.

Az önbeálló szerkezetű rendszerekben a vezérlőobjektum külső feltételeinek és jellemzőinek megváltozásakor a kapcsolódási sémában szereplő elemek átkapcsolódnak, vagy új elemek kerülnek be. A struktúra ezen változtatásainak (választásának) célja az irányítási probléma jobb megoldása.

A struktúra kiválasztása automatikus kereséssel történik számítási és logikai műveletek segítségével. Az ilyen rendszereknek nemcsak alkalmazkodniuk kell az objektum külső körülményeinek és jellemzőinek minden változásához, hanem normálisan kell működniük még meghibásodások vagy az egyes elemek károsodása esetén is, új áramköröket hozva létre a megszakadt áramkörök pótlására. Az önszabályozó rendszerek fejlesztésére, „tapasztalatszerzésre” késztethetők úgy, hogy több lehetőséget is gyorsan kipróbálunk, kiválasztjuk és „megjegyezzük” a legjobbat.

Az összes automatikus vezérlőrendszer funkcionális besorolása négy osztályba sorolható:

• a mechanizmusok munkáját koordináló rendszerek,

• technológiai folyamatok paramétereit szabályozó rendszerek,

• automatikus vezérlőrendszerek,

• automatikus védelmi és blokkoló rendszerek.

Az üzem egyes mechanizmusai, vagy az üzem egésze automatikus merev vezérlőrendszerek (SZHU) működésének összehangolására tervezett rendszerek.

Az automatikus vezérlőrendszerek (ACS) technológiai folyamatai biztosítják a szabályozott érték adott szinten tartását, illetve adott program szerinti változtatását.

Az automatikus vezérlőrendszerek (ACS) eszközöket és módszereket tartalmaznak a technológiai folyamatparaméterek aktuális értékeiről (hőmérséklet, nyomás, levegő por- vagy gáztartalom stb.) történő információszerzésre közvetlen emberi beavatkozás nélkül.

Az automatikus védelmi rendszerek (SAZ) és a blokkoló rendszerek (SAB) megakadályozzák a vészhelyzetek előfordulását, amikor a berendezéseket stabil állapotban üzemeltetik.