Файл: Автоматтандыру адамды технологиялы рдістерді басару міндеттерін тікелей орындаудан босатып, бл міндеттерді автоматты рылылара артумен сипаттайтын кешенді механикаландыру кезеі.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.01.2024

Просмотров: 256

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
y(t) шығыс шамасынан тәуелді түзетіледі. БН қандай қоздыру әсер ететіні қажет емес. Егер y(t) мәні қажетті мәннен ауытқыса, онда берілген ауытқуды кішірейту мақсатында u(t) сигналын түзету іске асады. Ауытқу бойынша басқару принципін іске асыратын жүйенің құрылымдық сұлбасы 1.8-суретте көрсетілген.
1.8-сурет.
БН шығысы мен оның кірісі арасындағы байланыс басты кері байланыс (КБ) деп аталады. Берілген жағдайда (1.9-сурет) ЕҚ АБЖ шығысындағы нақты мәнімен y(t) салыстырылатын шығыс шамасының мәнімен t қалыптасады. Салыстыратын құрылғының шығысындағы ауытқу өзіне БҚ, БН, СЭ қосатын реттеуіштің Р кірісіне беріледі. Егер онда реттеуіш немесе теңдігі қамтамасыз етілгенге дейін басқару әсерін қалыптастырады. Реттеуішке сигналдар айырымы берілгендіктен, ондай кері байланыс теріс кері байланыс деп, ал керісінше сигналдар қосылса, онда оң кері байланыс деп аталады.

Ауытқу функциясында мұндай басқаруды реттеу деп, ал осындай АБЖ автоматты реттеу жүйесі (АРЖ) деп атайды. 1.9-суретте нан пісіру пешінің АРЖ қарапайым сұлбасы көрсетілген.
1.9-сурет.
ЕҚ ролін бұл жерде кернеуі термопараның кернеуімен салыстырылатын патенциометрмен орындалады. Олардың айырымы күшейткіш арқылы, ҚЭ тізбегінде реостат қозғалтқышы қалпының редукторы арқылы реттелетін орындаушы қозғалтқышқа ОҚ беріледі. Егер берілетін әсер уақыт өтуіне тәуелсіз болып тек реттелетін параметрдің мәніне ғана тәуелді болса, онда мұндай байланысты қатаң кері байланыс деп атайды. Қатаң кері байланыс жүйенің тұрақталған әрі өтелі режимдері кездерінде де әрекет етеді. Тек өтпелі режимде әрекет ететін байланысты икемді кері байланыс дейді. Икемді кері байланыс өзі арқылы уақыт өтуімен басқарылатын шама өзгерісінің бірінші не екінші туындысын өткізетіндігімен сипатталады. Икемді кері байланыстың шығысында сигнал тек басқарылатын шама уақыт барысында өзгергенде ғана пайда болады. (1.10-сурет).

Негізгі кері байланыс басқару жүйесінің шығысын оның кірісімен қосады, яғни басқарылатын шаманы жоспарлау құрылғысымен байланыстырылады. Ал қалған кері байланыстар қосымша не жергілікті деп аталады. Қосымша жүйенің қайсыбір буыннан алынған әсер сигналын алдыңғы тізбектегі кез келген басқа бір буынның кірісіне. Мұндай байланыс жеке элементтердің қасиеті мен сипаттамасын жақсарту үшін пайдаланылады.

1.10-сурет.
Кері байланыстың кемшілігі болып жүйенің инерциялылығы табылады. Сондықтан берілген принциптің компенсация принципімен комбинациялығы жиі қолданылады. Ол екі принципті қосуға ықпал етеді: компенсация принципін қоздыруда реакцияның жылдамдығы және кері байланыс принципінің қоздыру табиғатына тәуелсіз реттеу дәлдігі.
1.3.4. Кері байланыстар
Ауытқу бойынша басқару принципі пайдаланылатын автоматты тұйықталған жүйелердің артықшылығына кері байланыстің болуы жатады. Кері байланыс оң және теріс, қатаң және икемді, негізгі және қосалқы болып ажыратылады. Кері байланыстың түсінігі мен жұмыс істеу принципін тұрақты ток қозғалтқышының бұрыштық жылдамдығын басқару жүйесі мысалында қарастырайық (1.11-сурет).

Басқарылатын шаманы берілген шекте ұстау үшін нысанға берілетін басқарушы әсердің, яғни қозғалтқыштың якорь тізбегіне түсірілетін кернеудің мәнін бұрыштық айналу жылдамдығын ескере отырып өзгертеді. BR техогенераторы арқылы жүйе шығысы оның кірісімен жалғастырылады. Мұндай қосылысты, яғни ақпарат (информация) басқарушы ықпалмен салыстырғанда кері бағытта берілетін каналды кері байланыс деп атайды.

Оң кері байланыс деп, кері байланыс әсері мен жоспарланған әсердің таңбалары дәл келетін байланысты айтады. Ал дәл келмеген жағдайда теріс кері байланыс делінеді.

Егер берілетін әсер уақыт өтуіне тәуелсіз болып тек реттелетін параметрдің мәніне ғана тәуелді болса, онда мұндай байланысты қатаң кері байланыс деп атайды.
1.11-сурет.
Қатаң кері байланыс жүйенің тұрақтарған әрі өтпелі режимдері кездерінде де әрекет етеді. Тек өтпелң режимде әрекет ететін байланысты икемді кері байланыс өзі арқылы уақыт өтуімен басқарылатын шама өзгерісінің бірінші не екінші туындысын өткізетіндігімен сипатталады. Икемді кері байланыстың шығысында сигнал тек басқарылатын шама уақыт барысында өзгергенде ғана пайда болады.

Негіщні кері байланыс басқару жүйесінің шығысын оның кірісімен қосады, яғни басқарылатын шаманы жоспарлау құрылғысымен байланыстырады. Ал қалған кері байланыстар қосымша не жергілікті деп аталады. Қосымша кері байланыс жүйенің қайсыбір буынынан алынған әсер сигналын алдыңғы тізбектегі кез келген басқа бір буынның кірісіне береді. Мұндай байланыс жеке элеметтердің қасиеті мен сипаттамасын жақсарту үшін пайдаланылады.
1.4. Автоматты жүйелердің элементтері
Автоматты жүйе өзара байланысқан және белгілі бір қызмет атқаратын дербес конструкциялық элементтерден тұрады, оларды автоматика элементтері не құралдары деп атайды. Элементтерді жүйеде атқаратын қызметіне қарай салыстырушы, түзетуші, қабылдаушы, жоспарлаушы, түрлендіруші және атқарушы деп ажыратады.



Қабылдаушы элементтер не бастапқы түрлендіріп бергіштер (датчик) технологиялық үрдістердің басқарылатын шамаларын өлшейді де, оларды бір физикалық шамаға түрлендіреді (мысалы, термоэлектрлік термометр температура айырымын термо ЭҚК-не түрлендіреді).

Жоспарлаушы элементтер (баптау элементтері) арқылы жүйеге реттелетін шаманың x(t) қажет мәні беріледі; оның нақты мәні осы берілген мәнге сәйкес келуі тиіс.

Салыстырушы элементтер реттелетін шаманың берілген мәнін x(t) нақты мәнін y(t)салыстырады. Бұл элементтің шығысында алынатын айырымдық сигнал атқарушы элементке тікелей не күшейткіш арқылы беріледі.

Түрлендіруші элементтер сигналдың пайдалануа ыңғайлы түрге түрлендірілуін және оның қуатын магниттік, электрондық және т.б. күшейткіштер арқылы үдетуін жүзеге асырады.

Атқарушы элементтер басқару нысанына берілетін басқару әсерін тудырады. Олар басқару нысанына берілетін не одан алынатын энергия немесе заттар санын өзгерту арқылы басқарылатын шаманы берілген мәніне сәйкес етіп ұстап отырады.

Түзетуші элементтер басқару үрдісінің сапасын жақсарту үшін қажет.

Автоматты жүйелерде көрсетілген негізгі элементтерден басқа қосалқы элеметтер де болады, оларға ауыстырып қосқыш құрылғылар мен қорғау элементтері, резисторлар, конденсаторлар, сигнал беру жабдықтары жатады.

Автоматика элементтерінің қолдану және технологиялық ерекшеліктерін айқындайтын арнайы сипаттамалары мен параметрлері болады.

Басты сипаттармалардың біріне элементтің статикалық сипаттамасы жатады. Статикалыұ сипаттама деп тұрақталған режим кезіндегі (y) шамасының шамасына тәуелділігін айтады:
y = ʄ (х)

Кірістік шамасының таңбасына сәйкес бейреверсивті (шығыстық шаманың таңбасы өзгерістің барлық деңгейінде тұрақты болғанда) және реверсивті (кірістік шаманың таңбасының өзгерісі шығыстық шаманың таңбасының өзгерісіне әкеледі) статикалық сипаттамалар болып ажыратылады.

Динамикалық сипаттама элементтердің динамикалық режимде, яғни кірістік шаманың шапшаң өзгерген сәттеріндегі жұмысын бағалау үшін пайдаланылады. Оны өтпелі сипаттамамен, беріліс функциясымен және жиілік сипаттамаларымен өрнектейді. Өтпелі сипаттама у(t) шығыстық шаманың t уақытқа тәуелділігін көрсетеді: x(t) кірістік сигналының секірмелі өзгерісі кезінде y(t) = ʄ (t).


Элементтің беріліс коэффициенті шығыс шаманың y(t) кіріс шамаға x(t) қатынасымен табылады. Статикалық беріліс коэффициенті келесі өрнекпен анықталады:

= (1.1)

Немесе шығыстық шаманың өсуі кіріс шаманың өсуі қатынасына тең. Динамикалық беріліс коэффициенті келесі өрнекпен анықталады:

= (1.2)

Мұндағы = - , ∆х = - .

Сызықтық статикалық сипаттамалар үшін беріліс коэффициентінің өлшем бірлігі шығыс шаманың кіріс шамасының өлшем бірлігі қатынасына тең: = .

Практикада салыстырмалы беріліс коэффициентін қолданады:

δ = = (1.3)

Мұндағы және - кіріс және шығыс шамалардың номинал мәндері.

Датчиктер үшін беріліс коэффициентін - сезімталдық коэффициенті деп, ал күшейткіштер үшін - күшейту коэффициенті деп атайды.

Өлшеу қателігі деп шығыстық шаманың ағымдығы мәні мен номинал (берілген) мәнінің айырмашылығын айтады. Элементтің ішкі құрылысының өзгеруінен (қажалу, ескіру) және сыртқы жағдайдан (қоршаған ортаның температурасы мен ылғалдылығының өзгеруі, қоректендіру кернеуінің өзгеруі және т.с.с.) пайда болатын абсолютті және салыстырмалы қателіктер де қолданылады.

Сезімталдық деңгей шығыстық шаманың айтарлықтай өзгерісі байқалатын кірістік шаманың ең кіші мәні. Ол элемент конструкциясындағы тетіктер арасындағы үйкеліс, саңылау және люфтінің салдарынан болады.

1.5. Автоматты жүйелерді жіктеу
Автоматты басқару жүйесін жіктеу жүйенің тағайындалуы мен конструкциясын сипаттайтын және басқа да принциптер мен белгілер бойынша жүргізіледі. Алдымен автоматты жүйенің басқару алгоритмі мен жұмыс істеу алгоритмін сипаттайтын, басқару теориясы үшін өте маңызды белгілер арқылы жіктеуді қарастырайық. Ол белгілер ретінде автоматты басқару жүйесінің жұмыс істеу сипатын, реттеу, яғни әсер ету тізбегінің түрін және басқарушы әсерді алу әдісін жатқызуға болады.

Автоматты басқару жүйесін басқару әдісі бойынша жіктеуге болады. Басқару әдісіне қарай жүйелер: кәдімгі - өздігінен бапталмайтын және адаптивті - өздігінен бапталатын болып үлкен екі класқа жіктеледі. Кәдімгі жүйелер қарапайым категориясына жатады да, басқару үрдісіне өз құрылымын өзгертпейді. Олар - ажыратылған немесе тұйықталмаған, тұйықталған және аралас басқару жүйелері болып қосалқы үш класқа ажыратылады. Ал тұйықталмаған АБЖ автоматты нық басқару жүйесіне (АНБЖ) және қобалжыту бойынша басқару жүйесіне бөлінеді.

Кез келген басқару жүйесі басқару нысанына әсер ететін басқарылатын шама мен сыртқы әсердің (жүктеме) арасындағы тәуелділікпен сипатталады. Мұндай реттелетін сипаттамалар деп аталатын тәуелділіктер тұрақтандыру жүйесін статикалық және астатикалық реттеулер деп бөледі.

1.12, а-суретте қысыс багында су деңгейін статикалық реттеу жүйесі көрсетілген. Қалқыма (1) басқарылатын орган - жапқышпен (2) тікелей жалғанған. Сондықтан бактағы кез келген судың деңгейінің өзгеруі қалқыма арқылы жапқышқа беріледі. Егер судың шығыны көбейсе, онд бактағы су деңгейі төмендейді, қалқыма төмендейді және жапқыштың қалпын келесі жвғдайға, яғни су келетін түтіктің өткізу қимасы үлкейетіндей етіп өзгертеді. Салдарынан бакка түтік бойынша өтетін судың мөлшері өзгереді.

Бұл қалқыманы көтеріп және бір уақытта жапқышты жылжыту арқылы судың деңгейін көтерілуіне әкеліп соғады. Келген судың ағыны оның шығынымен теңдескенде тепе-теңдік болады. Неғұрлым шығын q көп болған сайын, басқарушы орган - жапқыш соғұрлым ашық болады, яғни қылқыманың тепе-теңдік жағдайы төмен орналасады. Сондықтан берілген сұлбада басқарылатын шаманың мәні y(t) (су деңгейі) төмендейтін болады. Жүктеменің әр түрлі тұрақты мәндерінде өтпелі үрдістерден кейінгі отрнатылған басқарылатын шаманың мәні әр түрлі тұрақты мәндерді қабылдайтын болса, онда мұнда басқару статикалық реттеу деп аталады. Мұндай басқаруды жүеге асыратын құрылғыларды статикалық реттеуіштер деп атайды Статикалық реттеу сипаттамасы 1.12, б-суретте көрсетілген.