14. Automatiske regulatorer. Klassifisering av regulatorer i henhold til typen energi som brukes, reguleringslovene, arten av reguleringspåvirkningen. Omfang, fordeler og ulemper.

Automatiske regulatorer.

Enheten, ved hjelp av hvilken kontrollsystemene gir automatisk vedlikehold av den teknologiske verdien rundt den innstilte verdien, kalles en automatisk regulator. Regulatoren er et av elementene i et lukket system.

Inngangen til den automatiske kontrolleren forsynes med strømmen kl og gitt og 3 kontrollert verdi. Misforhold mellom dem y t-i 3 fører til en endring i utgangsverdien til kontrolleren x p

Denne avhengigheten i relative termer (kl u = 0)

kalt reguleringsloven. Hver spesifikk regulator har sin egen reguleringslov.

Klassifisering av regulatorer.

Ved tilstedeværelse av tilført energi Regulatorer er delt inn i de som ikke har en hjelpestrømkilde og de som har en. Regulatorer uten ekstra energikilde energien til det regulerte mediet brukes til å bevege det regulerende legemet. De er enkle i design, pålitelige i drift, krever ikke eksterne strømkilder, men har begrenset kraft til å aktivere reguleringsorganet. Slike regulatorer brukes i tilfeller der aktivering av reguleringsorganet ikke krever god innsats og for dette er kraften til måleanordningen tilstrekkelig, og også hvis det ikke stilles strenge krav til kvaliteten på den forbigående prosessen.

For regulatorer med hjelpekilde energi, bevegelsen til reguleringslegemet utføres av en ekstra stasjon som opererer fra en ekstern kilde. De krever ekstra ekstern energi og har en mer kompleks design. Disse regulatorene er i stand til å gi høykvalitetsregulering.

Etter type energi som brukes regulatorer er delt inn i hydrauliske, elektriske og pneumatiske.

Etter type kontrollert verdi det er regulatorer av temperatur, trykk, flyt, nivå, konsentrasjon og andre mengder.

Av handlingens natur Regulatorer er delt inn i de med direkte og omvendte egenskaper. For den første av dem forårsaker en økning i inngangssignalet en økning i utgangsverdien, og for den andre, omvendt.

Av arten av reguleringspåvirkningen Det er mulig å skille mellom intermitterende og kontinuerlige regulatorer. Regulatorer intermitterende handling en kontinuerlig endring i inngangsverdien tilsvarer en intermitterende endring i kontrollhandlingen i minst ett av elementene i kontrolleren, noe som i betydelig grad påvirker driften av kontrolleren som helhet. På sin side er de delt inn i posisjonell, i tillegg til impuls. Regulatorer kontinuerlig handling en kontinuerlig endring i inngangsverdien tilsvarer en kontinuerlig endring i utgangsverdien.

I henhold til reguleringsloven Kontinuerlige regulatorer er delt inn i integral, proporsjonal, proporsjonal-integral, proporsjonal-differensial og proporsjonal-integral-differensial. For tiden, i automatisering av kjemiske virksomheter, brukes posisjonskontrollere og i større grad kontinuerlige handlingskontrollere.

Hovedoppgaven til kontrollsystemer er å stabilisere prosessparametrene på et gitt nivå under påvirkning av ytre forstyrrende påvirkninger som virker på kontrollobjektet. Dette gjøres ved hjelp av automatiske stabiliseringssystemer. En annen like viktig oppgave er oppgaven med å gi en programvareovergang til nye driftsformer. Løsningen på dette problemet utføres ved hjelp av samme stabiliseringssystem, hvis innstilling varierer fra programgeneratoren.

Blokkskjemaet for et enkeltsløyfesystem AR ved kontrollobjektet er vist i fig.1. Hovedelementene er: AR - automatisk regulator, UM - effektforsterker, IM - aktuator, RO - regulert kropp, SOU - selve kontrollobjektet, D - sensor, NP - normaliseringsomformer, ZD - setter, ES - sammenligningselement.

Variabler: Yz - innstillingssignal, e - kontrollfeil, U P - utgangssignal fra regulator, U y - styrespenning, h - bevegelse av regulator, Q r - forbruk av materie eller energi, F - forstyrrende påvirkning, T - justerbar parameter, Y OS - tilbakemeldingssignal (transduserens utgangsspenning eller strøm).

Normaliseringsomformeren utfører følgende funksjoner:

• konverterer et ikke-standard sensorsignal til et standard utgangssignal;
• utfører signalfiltrering;
• utfører linearisering av sensorens statiske karakteristikk for å oppnå et lineært område.

For beregningsformål er den opprinnelige kretsen forenklet til kretsen vist i fig. 2, hvor AR er kontrolleren, OS er kontrollobjektet.

Valg av kontrollkanal

En og samme utgangsparameter til et objekt kan styres av forskjellige inngangskanaler.

Når du velger ønsket kontrollkanal, tas følgende hensyn:

• Fra alle mulige kontrollhandlinger velges en slik strøm av materie eller energi, tilføres eller fjernes fra objektet, hvis minste endring forårsaker maksimal endring i den kontrollerte verdien, det vil si at forsterkningen på den valgte kanalen skal være, hvis mulig, maksimalt. Da kan du på denne kanalen gi den mest nøyaktige reguleringen.
• Området for tillatt endring i styresignalet må være tilstrekkelig til å fullt ut kompensere for de maksimalt mulige forstyrrelsene som oppstår i denne prosessen, det vil si at en margin for kontrollkraft i denne kanalen må tilveiebringes.
• Den valgte kanalen bør ha gunstige dynamiske egenskaper, dvs. at forsinkelsen t 0 og forholdet t 0 /T 0 , der T 0 er tidskonstanten til objektet, skal være så liten som mulig. I tillegg bør endringen i de statiske og dynamiske parametrene til objektet langs den valgte kanalen med en endring i belastning eller over tid være ubetydelig.

Hovedindikatorer for regulatorisk kvalitet

Til automatiske systemer regulering, stilles krav ikke bare til stabiliteten til kontrollprosesser over hele spekteret av belastninger på objektet, men også til å sikre visse kvalitetsindikatorer for den automatiske kontrollprosessen. De er:

• Reguleringsfeil (statistiske eller rms-komponenter).
• Regulering av tid.
• Overskyt.
• fluktuasjonsindeks.

Dynamisk kontrollfaktor R d , som bestemmes fra formelen

hvor betydningen av mengdene Y 0 og Y 1 fremgår av fig.3.

Verdien av R d karakteriserer graden av påvirkning av regulatoren på prosessen, det vil si graden av reduksjon av det dynamiske avviket i systemet med og uten regulatoren.

Mengden overskyting avhenger av typen av det behandlede signalet. Når du regner ut trinnhandlingen i henhold til oppgavesignalet, bestemmes overskridelsesverdien av formelen

hvor verdiene av X m og X y er vist i Fig.4.

Når du regner ut den forstyrrende effekten, bestemmes overskridelsesverdien ut fra relasjonen

hvor verdiene av X m og X y er vist i fig. 5

Kontrolltid- dette er tiden hvor den kontrollerte verdien i den transiente prosessen begynner å avvike fra den stabile verdien med mindre enn en forhåndsbestemt verdi b, hvor b er kontrollnøyaktigheten. Kontrollerinnstillingene er valgt slik at de gir enten den minste mulige verdien av den totale reguleringstiden, eller minimumsverdien for den første halvbølgen av transienten.

I noen AP-systemer oppstår det en feil som ikke forsvinner selv etter lang tid – dette statisk kontroll feil-e s.

For regulatorer med en integrert komponent er feilene i stabil tilstand teoretisk lik null, men praktisk talt ubetydelige feil kan eksistere på grunn av tilstedeværelsen av døde soner i systemelementene.

Vibrasjonsindeks M karakteriserer størrelsen på den maksimale modulen til frekvensoverføringsfunksjonen til et lukket system (ved resonansfrekvensen) og karakteriserer derved de oscillerende egenskapene til systemet. Svingningsindeksen er tydelig illustrert i grafen i fig.6.

Konvensjonelt anses det at verdien av M = 1,5e 1,6 er optimal for industrielle systemer, siden s i dette tilfellet er gitt i området fra 20 til 40%. Når M øker, øker oscillasjonen i systemet.

I noen tilfeller normaliseres båndbredden til systemet w p, som tilsvarer forsterkningsnivået i et lukket system på 0,05. Jo større båndbredde, desto større hastighet er det lukkede systemet. Dette øker imidlertid systemets følsomhet for støy i målekanalen og øker spredningen av kontrollfeilen.

Ved justering av regulatorene kan du få et ganske stort antall transienter som oppfyller de spesifiserte kravene. Dermed er det en viss usikkerhet i valg av spesifikke verdier for kontrollerinnstillingene. For å eliminere denne usikkerheten og lette beregningen av innstillinger, introduseres konseptet med optimale typiske kontrollprosesser.

Det er tre typiske prosesser:

hvor e er kontrollfeilen.

Fordelene med denne prosessen inkluderer høy hastighet (1. halvbølge) med en ganske betydelig oscillasjon. I tillegg kan optimeringen av dette kriteriet med hensyn til kontrollerinnstillingene utføres analytisk, numerisk eller ved modellering (på en AVM).

Typisk strukturordning regulator

Den automatiske regulatoren (fig. 10) består av: et minne - en masterenhet, en SU ​​- en sammenligningsenhet, en UPA - en forsterker-konverterende enhet, en BN - en innstillingsenhet.

Kjøreenheten må generere et meget stabilt referansesignal (kontrollerinnstilling) eller endre det i henhold til et spesifikt program. Komparatoren gjør det mulig å sammenligne referansesignalet med tilbakemeldingssignalet og derved danne verdien av styrefeilen e p . Forsterker-konverteringsanordningen består av en blokk for å generere en kontrollalgoritme, en blokk for å stille inn parameterne til denne algoritmen, og en effektforsterker.

Klassifisering av regulatorer

Automatiske regulatorer er klassifisert etter formål, operasjonsprinsipp, designfunksjoner, typen energi som brukes, arten av endringen i reguleringstiltaket osv.

I henhold til operasjonsprinsippet er de delt inn i regulatorer av direkte og indirekte handling. Direkteaksjonsregulatorer bruker ikke ekstern energi til kontrollprosesser, men bruker energien til selve kontrollobjektet (regulert miljø). Et eksempel på slike regulatorer er trykkregulatorer. I automatiske regulatorer av indirekte handling er en ekstern strømkilde nødvendig for driften.

I henhold til handlingens art er regulatorene delt inn i kontinuerlige og diskrete. Diskrete kontroller, i sin tur er delt inn i relé, digital og puls.

I henhold til typen energi som brukes, er de delt inn i elektronisk, pneumatisk, hydraulisk, mekanisk og kombinert. Valget av regulatoren i henhold til typen energi som brukes, bestemmes av arten av reguleringsobjektet og funksjonene til det automatiske systemet.

I henhold til reguleringsloven er de delt inn i to- og treposisjonsregulatorer, typiske regulatorer (integral, proporsjonal, proporsjonal-differensial, proporsjonal-integral og proporsjonalt integral-differensial regulatorer - forkortet I, P, PD, PI og PID regulatorer), regulatorer med variabel struktur, adaptive (selvjusterende) og optimale regulatorer. To-posisjonsregulatorer er mye brukt på grunn av deres enkelhet og lave kostnader.

I henhold til typen funksjoner som utføres, er regulatorene delt inn i automatiske stabiliseringsregulatorer, program, korrigerende, parameterforholdsregulatorer og andre.

Valg av regulatortype

Designerens oppgave er å velge en type regulator som vil gi ønsket kvalitet på reguleringen til minimal kostnad og maksimal pålitelighet.

For å velge type regulator og bestemme dens innstillinger, må du vite:

• Statiske og dynamiske egenskaper til kontrollobjektet.
• Krav til kvaliteten på reguleringsprosessen.
• Regulatoriske kvalitetsindikatorer for serielle regulatorer.
• Arten av forstyrrelser som påvirker reguleringsprosessen.

Valget av en kontrollertype starter vanligvis med de enkleste to-posisjonskontrollerne og kan ende med selvjusterende mikroprosessorkontrollere.

Vurder kvalitetsindikatorene til serielle regulatorer. Kontinuerlige regulatorer som implementerer reguleringslovene I, P, PI og PID antas å være serielle.

Teoretisk sett, med kompliseringen av reguleringsloven, forbedres kvaliteten på systemet. Det er kjent at verdien av forholdet mellom forsinkelsen og tidskonstanten til objektet c har størst innflytelse på reguleringsdynamikken. Effektiviteten av kompensasjon av trinnvis forstyrrelse av regulatoren kan karakteriseres nøyaktig ved verdien av den dynamiske koeffisienten for regulering Rd, og hastighet - ved verdien av reguleringstiden. Teoretisk, i et system med forsinkelse, er minimum kontrolltid t pvin =2/.

Minimum mulig reguleringstid for forskjellige typer regulatorer med deres optimale innstilling bestemmes av tabell 1.

Tabell 1

Veiledet av tabellen kan det hevdes at P-kontrollloven gir høyest hastighet. Men hvis forsterkningen til P-kontrolleren KP er liten (dette observeres oftest i systemer med forsinkelse), så gjør en slik kontroller det ikke gi høy kontrollnøyaktighet, siden det i dette tilfellet er stor størrelsen på den statiske feilen. Hvis KP har en verdi på 10 eller mer, er P-kontrolleren akseptabel, og hvis KP<10 то требуется введение в закон управления интегральной составляющей.

Den vanligste i praksis er PI-kontrolleren, som har følgende fordeler:

1. Gir null statisk kontrollfeil.
2. Ganske enkelt å sette opp, siden kun to parametere er satt, nemlig forsterkningen K P og integrasjonskonstanten Ti. I en slik kontroller er det mulig å optimalisere K p /T i >max, som gir kontroll med lavest mulig rotmiddel-kvadratkontrollfeil.
3. Den har lav følsomhet for støy i målekanalen (i motsetning til PID-kontrolleren).

For de mest kritiske kretsene kan bruk av en PID-kontroller anbefales, som gir den høyeste ytelsen i systemet. Det bør imidlertid tas i betraktning at denne betingelsen bare oppfylles med de optimale innstillingene (tre parametere er konfigurert). Med en økning i forsinkelsen i systemet øker negative faseskift kraftig, noe som reduserer effekten av differensialkomponenten til kontrolleren. Derfor blir kvaliteten på PID-regulatoren for systemer med stor forsinkelse sammenlignbar med kvaliteten på PI-regulatoren. I tillegg fører tilstedeværelsen av støy i målekanalen i et system med en PID-kontroller til betydelige tilfeldige fluktuasjoner i kontrollsignalet til kontrolleren, noe som øker spredningen av kontrollfeilen. Dermed bør PID-regulatoren velges for styringsanlegg med relativt lavt støynivå og forsinkelse i styringsobjektet. Temperaturkontrollsystemer er eksempler på slike systemer.

Når du velger type kontroller, anbefales det å fokusere på verdien av forholdet mellom forsinkelsen og tidskonstanten i objektet t /T. Hvis t/T< 0,2, то можно выбрать релейный, непрерывный или цифровой регуляторы. Если 0,2 < t /T< 1, то должен быть выбран непрерывный или цифровой, ПИ или ПИД-регулятор. Если t /T >1, velges en spesiell digital regulator med en prediktor, som kompenserer for forsinkelsen i kontrollsløyfen. Det anbefales imidlertid å bruke samme regulator for mindre forhold t /T.

Formelmetode for å bestemme kontrollerinnstillinger

Metoden brukes for en rask omtrentlig estimering av verdiene til kontrollerens innstillingsparametere for tre typer optimale typiske kontrollprosesser.

Metoden er anvendelig både for statiske objekter med selvjustering (tabell 2) og for objekter uten selvjustering (tabell 3).

Merk: T, t, K oy - tidskonstant, forsinkelse og forsterkning av objektet.

I disse formlene antas det at en kontroller med avhengige innstillinger blir stilt inn, hvis overføringsfunksjon har formen:

K p - kontrollerforsterkning; T i -isodromtid (konstant for integrering av kontrolleren); T d er ledetiden (differensieringskonstant).

Beregning av innstillinger i henhold til frekvensegenskapene til objektet

Det finnes spesialutstyr for eksperimentell bestemmelse av amplitude-fase-karakteristikken (AFC) til kontrollobjektet: Denne karakteristikken kan brukes til å beregne innstillingene til PI-kontrolleren, hvor hovedkriteriet er å sikre de spesifiserte stabilitetsmarginene i systemet .

Det er praktisk å karakterisere stabilitetsmarginene ved systemoscillasjonsindeksen M, hvis verdi i et system med en PI-kontroller faller sammen med maksimum av amplitude-frekvenskarakteristikken til et lukket system. For at dette maksimumet ikke skal overskride en gitt verdi, bør ikke AFC for et åpent system gå innenfor en sirkel med sentrum P 0 og radius R, hvor

Det kan bevises at de optimale innstillingene i form av minimum rot-middel-kvadrat-kontrollfeil vil være de der systemet med oscillasjonsindeksen MJ M 1 vil ha den største koeffisienten med integralkomponenten, som tilsvarer betingelsen K p/T i >min.

I denne forbindelse består beregningen av de optimale innstillingene av to trinn:

1. Finne i planet til parameterne K p og T i , grensene for regionen der systemet har en gitt oscillerende indeks M 1 .
2. Ved å definere et punkt på grensen til regionen som tilfredsstiller kravet K p /T i.

Beregning av innstillinger i henhold til frekvensegenskapene til objektet. Metodikk for å beregne innstillingene til PI-kontrolleren i henhold til objektets AFC

Eksperimentelle metoder for å justere regulatoren

For et betydelig antall industrielle kontrollobjekter finnes det ingen tilstrekkelig nøyaktige matematiske modeller som beskriver deres statiske og dynamiske egenskaper. Samtidig er det svært kostbart og arbeidskrevende å utføre eksperimenter for å fjerne disse egenskapene.

Den eksperimentelle metoden for å justere regulatorer krever ikke kunnskap om den matematiske modellen til objektet. Det forutsettes imidlertid at systemet er installert og kan settes i drift, og det er også mulig å endre kontrollerinnstillingene. Dermed kan noen eksperimenter utføres for å analysere effekten av å endre innstillinger på dynamikken i systemet. Til syvende og sist er gode innstillinger garantert for et gitt kontrollsystem.

Det er to tuningmetoder - den udempede oscillasjonsmetoden og den dempede oscillasjonsmetoden.

Kontinuerlig oscillasjonsmetode

I operativsystemet er de integrerte og differensielle komponentene til kontrolleren slått av (T i =Ґ, T d =0), det vil si at systemet overføres til kontrollloven P.

Ved suksessivt å øke K p med samtidig påføring av et lite hoppsignal, er oppgaven å oppnå forekomsten i systemet av udempede svingninger med en periode T kp . Dette tilsvarer å bringe systemet til grensen for vibrasjonsstabilitet. Når denne driftsmodusen oppstår, er verdiene for den kritiske forsterkningen til kontrolleren K kp og perioden med kritiske oscillasjoner i systemet T kp faste. Når kritiske svingninger oppstår, bør ikke en eneste variabel i systemet gå til grensenivået.

I henhold til verdiene til T kp og K kp, beregnes kontrollerinnstillingene:

• P-regulator: Kp = 0,55 K kp;
• PI-kontroller: K p =0,45 K kp ; Ti =T kp/1,2;
• PID-kontroller: K p =0,6 K kp ; Ti =T kp/2; T d \u003d T kp / 8.

Beregningen av kontrollerinnstillingene kan gjøres i henhold til den kritiske frekvensen til selve kontrollobjektet w p. Gitt at egenfrekvensen Ґ p OS sammenfaller med den kritiske oscillasjonsfrekvensen til et lukket system med en P-kontroller, verdiene T kp og K kp kan bestemmes fra amplitudene og perioden for kritiske svingninger riktig kontrollobjekt.

Når et lukket system bringes til grensen for vibrasjonsstabilitet, kan oscillasjonsamplituden overskride tillatt verdi, noe som igjen vil føre til en nødsituasjon på anlegget eller til produksjon av defekte produkter. Derfor kan ikke alle kontrollsystemer for industrianlegg bringes til en kritisk driftsform.

Dempet oscillasjonsmetode

Bruken av denne metoden lar deg justere kontrollerene uten å bringe systemet til kritiske driftsmoduser. Akkurat som i den forrige metoden, for et lukket system med en P-kontroller, oppnås ved suksessiv økning av KP en transient prosessering av en rektangulær puls ved et referanse- eller forstyrrelsessignal med en dempende dekrement D=1/4. Videre bestemmes perioden for disse oscillasjonene Tk og verdiene til konstantene for integrasjon og differensiering av kontrollerene Ti,Td.

• For PI-kontroller: T i =T k /6;
• For PID-regulator: T i =T k /6;T d =T k /1,5.

Etter å ha satt de beregnede verdiene av Ti og T d på kontrolleren, er det nødvendig å eksperimentelt avgrense verdien av K P for å oppnå dempningsfaktoren D=1/4. For dette formålet utføres en ekstra justering av K P for den valgte kontrollloven, som vanligvis fører til en reduksjon i K P med 20–30 %. De fleste industrielle kontrollsystemer anses som godt innstilt hvis dempningsfaktoren D er 1/4 eller 1/5.

Regulering i nærvær av støy

Tilstedeværelsen av høyfrekvente støykomponenter i målesignalet fører til tilfeldige oscillasjoner av systemaktuatoren, noe som øker spredningen av kontrollfeilen og reduserer kontrollnøyaktigheten. I noen tilfeller kan sterke støykomponenter føre til en ustabil driftsmodus (stokastisk ustabilitet).

I industrielle systemer inneholder målekretser ofte støy knyttet til nettfrekvensen. I denne forbindelse er en viktig oppgave riktig filtrering av målesignalet, samt valg av ønsket algoritme og parametere til kontrolleren. Til dette brukes høy-ordens lavfrekvente filtre (5–7), som har stor helning av helningen. Noen ganger er de innebygd i normaliserende omformere.

Derfor er hovedoppgaven til regulatoren å kompensere for lavfrekvente forstyrrelser. I dette tilfellet, for å oppnå en minimumsspredning av kontrollfeilen, må høyfrekvent støy filtreres bort. Imidlertid, i generell sak, er dette problemet motstridende, siden forstyrrelses- og støyspektra kan legges over hverandre. Denne motsetningen løses ved hjelp av teorien om optimal stokastisk kontroll, som gjør det mulig å oppnå god hastighet i systemet med minst mulig spredning av kontrollfeilen. For å redusere effekten av interferens i praktiske situasjoner, brukes to metoder basert på:

• reduksjon i kontrolleren forsterkning K p, det vil si, faktisk, overgangen til integrert lov regulering, som er ufølsom for støy;
• filtrering av det målte signalet.

Metoder for å sette opp to-koblede styringssystemer

Av det totale antallet styringsanlegg er ca 15 % dobbeltkoblede styringsanlegg (fig. 11). I slike systemer, selv i nærvær av en stall batteritid to regulatorer kan hele systemet bli ustabilt på grunn av virkningen av krysskobling i kontrollobjektet.

Kontrollobjektet i et dobbeltkoblet system er representert i P-kanonisk form. Bekvemmeligheten med en slik representasjon ligger i det faktum at ved aktivt eksperiment er det mulig å bestemme alle overføringsfunksjonene for de tilsvarende kanalene. Mellomsignaler x 1 , x 2 , x 3 , x 4 er vanligvis ikke tilgjengelige for måling, så kontrollen utføres i henhold til utgangsvektoren Y:

I praksis er et ganske stort antall systemer dobbeltkoblet. For en objektiv justering av regulatorene til to-tilkoblede systemer, dannes et kvalitetskriterium av skjemaet:

hvor y 1 og y 2 er vekt (straff) koeffisienter, J1 og J 2 er kvalitetskriteriene for den første og andre kretsen.

Ved å omfordele vektkoeffisientene y 1 og y 2, er det mulig å skille ut en viktigere kontur, hvor kvaliteten på kontrollprosessene bør være høyere. For eksempel, hvis den første kretsen skal gi høyere nøyaktighet, må y 1 økes.

Oppgaven med å justere kontrolleren er å gi minimumsverdien på J 0 til systemet for gitt y 1 og y 2, hvor

Ta i betraktning ulike metoder regulatorinnstillinger i to-koblede systemer.

Regulator offline metode

I dette tilfellet utføres justeringen av regulatorene P 1 og P 2 sekvensielt, uten å ta hensyn til den gjensidige påvirkningen av kretsene. Oppsettsprosedyren er som følger:

• regulator P 2 byttes til manuell modus;
• regulatoren P 1 er justert slik at kriteriet J 1 er minimal;
• den justerte regulatoren P 1 er slått av og regulatoren P 2 er slått på;
• justert P 2 , som gir minimum J 2 ;
• Begge kontrollene er aktive.

• det er en liten gjensidig påvirkning av konturene;
• hastigheten til en krets er mye høyere enn den andre (kretsene er adskilt av frekvenser);
• i tverrbindinger har en av overføringsfunksjonene en overføringskoeffisient betydelig mindre enn den andre, det vil si at ensidig påvirkning observeres.

Regulatorer iterativ tuning metode

Denne metoden ligner den forrige, men her justeres regulatorene P 1 og P 2 gjentatte ganger (påfølgende tuning) for å sikre minimumsverdien av kvalitetskriteriet J 0 for hele systemet.

Det bør tas i betraktning at bare metoden for iterativ innstilling av regulatorene sikrer høykvalitets drift av et dobbeltkoblet system selv i nærvær av sterke tverrkoblinger. Dette forklares av det faktum at optimeringen av kvalitetskriteriet J 0 til systemet skjer når P 1 og P 2 er aktivert.

Denne metoden ofte brukt i analog og digital modellering av dobbeltkoblede systemer, siden det under reelle forhold er veldig arbeidskrevende.

Metode for analytisk design av regulatorer

Denne metoden lar deg syntetisere en flerdimensjonal kontroller som tar hensyn til forholdet mellom variabler i kontrollobjektet i strukturen. Syntese utføres ved hjelp av metoder for teorien om optimal eller modal kontroll når man beskriver et objekt i tilstandsrommet.

Blokkskjemaet for den optimale tilstandskontrolleren som inneholder observasjonsanordningen er vist i fig. 12. Opplegget inneholder følgende elementer: H - observatør, OS - kontrollobjekt, MOU - modul til kontrollobjektet, OPC - optimal tilstandskontroller, E H - observasjonsfeil, X M - tilstandsvektor for modellen, X-sett - oppgavevektor, U - inngangsvektor OA, Y - OA utgangsvektor, Y M - modell utgangsvektor.

Den optimale tilstandskontrolleren, som er den mest perfekte kontrolltypen, krever måling av alle komponenter i objektets tilstandsvektor. For å få estimatene deres (x), brukes en dynamisk modell av objektet (digital eller analog), koblet parallelt med den originale op-ampen. For å sikre likheten av bevegelser i det virkelige objektet og modellen, brukes en observatør, som ved å sammenligne bevegelsene til vektorene Y og Y M sikrer at de er lik (E H >0). Parametrene til tilstandskontrolleren beregnes ved hjelp av metoder for analytisk design av kontrollere ved å minimere det integrerte kvadratiske kvalitetskriteriet

hvor Q og R er straffematrisene (vekter) for komponentene til tilstandsvektoren og kontrollvektoren.

Publikasjonen er basert på et kurs med forelesninger gitt av professor V.M. Mazurov ved Institutt for ATM ved Tula State University