14. Regulatoare automate. Clasificarea autorităţilor de reglementare în funcţie de tipul de energie utilizată, de legile de reglementare, de natura impactului reglementării. Domeniu de aplicare, avantaje și dezavantaje.

Regulatoare automate.

Dispozitivul, cu ajutorul căruia sistemele de control asigură menținerea automată a valorii tehnologice în jurul valorii setate, se numește regulator automat. Regulatorul este unul dintre elementele unui sistem închis.

Intrarea controlerului automat este alimentată cu curent YTși dat și 3 valoare controlată. Nepotrivire între ele y t-i 3 conduce la o modificare a valorii de ieșire a controlerului x p

Această dependență în termeni relativi (la u = 0)

numit lege de reglementare. Fiecare organism de reglementare specific are propria sa lege de reglementare.

Clasificarea reglementatorilor.

Prin prezența energiei de intrare Regulatoarele sunt împărțite în cele care nu au o sursă de alimentare auxiliară și cele care au una. Regulatoare fără sursă de energie auxiliară energia mediului reglat este folosită pentru deplasarea corpului de reglare. Sunt simple în design, fiabile în funcționare, nu necesită surse externe de alimentare, dar au putere limitată pentru a acționa corpul de reglare. Astfel de regulatoare sunt utilizate în cazurile în care acţionarea organismului de reglementare nu necesită efort deosebitși pentru aceasta, puterea dispozitivului de măsurare este suficientă și, de asemenea, dacă nu sunt impuse cerințe stricte asupra calității procesului tranzitoriu.

Pentru reglementatorii cu sursa auxiliara energie, mișcarea corpului de reglare este efectuată de o unitate suplimentară care funcționează dintr-o sursă externă. Acestea necesită energie externă suplimentară și au un design mai complex. Aceste regulatoare sunt capabile să ofere reglementări de înaltă calitate.

După tipul de energie utilizată regulatoarele sunt împărțite în hidraulice, electrice și pneumatice.

După tipul valorii controlate există regulatori de temperatură, presiune, debit, nivel, concentrație și alte cantități.

După natura acțiunii Regulatoarele sunt împărțite în cele cu caracteristici directe și inverse. Pentru primul dintre ele, o creștere a semnalului de intrare determină o creștere a valorii de ieșire, iar pentru al doilea, invers.

După natura impactului reglementării Este posibil să se distingă regulatoarele intermitente și continue. Regulatoare acțiune intermitentă o modificare continuă a valorii de intrare corespunde unei modificări intermitente a acțiunii de control în cel puțin unul dintre elementele regulatorului, care afectează semnificativ funcționarea regulatorului în ansamblu. La rândul lor, ele sunt împărțite în pozițional, precum și impuls. Regulatoare acțiune continuă o modificare continuă a valorii de intrare corespunde unei modificări continue a valorii sale de ieșire.

Conform legii de reglementare Regulatoarele continue sunt împărțite în integrale, proporționale, proporționale-integrale, proporționale-diferențiale și proporționale-integrale-diferențiale. În prezent, în automatizarea întreprinderilor chimice se folosesc controlere de poziție și, într-o măsură mai mare, controlere cu acțiune continuă.

Sarcina principală a sistemelor de control este de a stabiliza parametrii procesului la un anumit nivel sub influența influențelor perturbatoare externe care acționează asupra obiectului de control. Acest lucru se realizează prin sisteme automate de stabilizare. O altă sarcină la fel de importantă este sarcina de a oferi o tranziție software la noi moduri de operare. Rezolvarea acestei probleme se realizează folosind același sistem de stabilizare, a cărui setare diferă de la generatorul de programe.

Schema bloc a unui sistem AR cu o singură buclă de către obiectul de control este prezentată în Fig.1. Elementele sale principale sunt: ​​AR - regulator automat, UM - amplificator de putere, IM - actuator, RO - corp reglat, SOU - obiectul de control propriu-zis, D - senzor, NP - convertor de normalizare, ZD - setter, ES - element de comparație.

Variabile: Yz - semnal de setare, e - eroare de control, U P - semnal de ieșire al regulatorului, U y - tensiune de control, h - mișcarea regulatorului, Q r - consum de materie sau energie, F - influență perturbatoare, T - reglabil parametru, Y OS - semnal de feedback (tensiune sau curent de ieșire a traductorului).

Convertorul de normalizare îndeplinește următoarele funcții:

• convertește un semnal de senzor non-standard într-un semnal de ieșire standard;
• efectuează filtrarea semnalului;
• realizează liniarizarea caracteristicii statice a senzorului pentru a obţine o gamă liniară.

În scopuri de calcul, circuitul original este simplificat la circuitul prezentat în Fig. 2, unde AR este controlerul, OS este obiectul de control.

Alegerea canalului de control

Unul și același parametru de ieșire al unui obiect poate fi controlat de diferite canale de intrare.

Atunci când alegeți canalul de control dorit, sunt luate în considerare următoarele considerente:

• Dintre toate acțiunile de control posibile, un astfel de flux de materie sau energie este selectat, furnizat sau îndepărtat din obiect, a cărui modificare minimă determină modificarea maximă a valorii controlate, adică câștigul pe canalul selectat ar trebui să fie, daca se poate, maxim. Apoi, pe acest canal, puteți oferi cea mai precisă reglementare.
• Intervalul de modificare admisibil a semnalului de control trebuie să fie suficient pentru a compensa pe deplin perturbațiile maxime posibile care apar în acest proces, adică trebuie furnizată o marjă de putere de control în acest canal.
• Canalul selectat ar trebui să aibă proprietăți dinamice favorabile, adică întârzierea t 0 și raportul t 0 /T 0 , unde T 0 este constanta de timp a obiectului, ar trebui să fie cât mai mici posibil. În plus, modificarea parametrilor statici și dinamici ai obiectului de-a lungul canalului selectat cu o modificare a sarcinii sau în timp ar trebui să fie nesemnificativă.

Principalii indicatori ai calității reglementărilor

La sisteme automate reglementare, cerințele sunt impuse nu numai asupra stabilității proceselor de control pe întreaga gamă de sarcini asupra obiectului, ci și asupra asigurării anumitor indicatori de calitate ai procesului de control automat.

• Eroare de reglare (componente statistice sau rms).
• Reglarea timpului.
• Depășire.
• indicele de fluctuație.

Factorul de control dinamic R d , care este determinat din formula

unde sensul mărimilor Y 0 și Y 1 este clar din Fig.3.

Valoarea lui R d caracterizează gradul de influență a regulatorului asupra procesului, adică gradul de reducere a abaterii dinamice în sistem cu și fără regulator.

Valoarea depășirii depinde de tipul semnalului procesat. Când se elaborează acțiunea pas în funcție de semnalul sarcinii, valoarea depășirii este determinată de formulă

unde valorile lui X m și X y sunt prezentate în Fig.4.

Când se calculează efectul perturbator, valoarea depășirii este determinată din relație

unde valorile lui X m și X y sunt prezentate în Fig. 5

Controlul timpului- acesta este timpul pentru care valoarea controlată în procesul tranzitoriu începe să difere de valoarea constantă cu mai puțin decât o valoare predeterminată b, unde b este precizia de control. Setările controlerului sunt alese astfel încât să ofere fie valoarea minimă posibilă a timpului total de reglare, fie valoarea minimă a primei semi-unde a tranzitoriului.

În unele sisteme AP, apare o eroare care nu dispare nici după o perioadă lungă de timp - aceasta eroare de control static-e s.

Pentru regulatoarele cu componentă integrală, erorile în starea staționară sunt teoretic egale cu zero, dar pot exista erori practic nesemnificative din cauza prezenței zonelor moarte în elementele sistemului.

Indicele de vibrație M caracterizează mărimea modulului maxim al funcției de transfer de frecvență a unui sistem închis (la frecvența de rezonanță) și, prin urmare, caracterizează proprietățile oscilatorii ale sistemului. Indicele de fluctuație este ilustrat clar în graficul din Fig.6.

În mod convențional, se consideră că valoarea lui M = 1,5e 1,6 este optimă pentru sistemele industriale, deoarece în acest caz s este prevăzut în intervalul de la 20 la 40%. Pe măsură ce M crește, oscilația în sistem crește.

În unele cazuri, lățimea de bandă a sistemului w p este normalizată, ceea ce corespunde nivelului câștigului într-un sistem închis de 0,05. Cu cât lățimea de bandă este mai mare, cu atât viteza sistemului închis este mai mare. Totuși, acest lucru crește sensibilitatea sistemului la zgomot în canalul de măsurare și crește dispersia erorii de control.

Când reglați regulatoarele, puteți obține un număr destul de mare de tranzitorii care îndeplinesc cerințele specificate. Astfel, există o anumită incertitudine în alegerea valorilor specifice ale setărilor controlerului. Pentru a elimina această incertitudine și a facilita calculul setărilor, este introdus conceptul de procese optime de control tipic.

Există trei procese tipice:

unde e este eroarea de control.

Avantajele acestui proces includ viteza mare (prima jumătate de undă) cu o oscilație destul de semnificativă. În plus, optimizarea acestui criteriu în raport cu setările controlerului poate fi efectuată analitic, numeric sau prin modelare (pe un AVM).

Tipic schema structurala regulator

Regulatorul automat (Fig. 10) constă din: o memorie - un dispozitiv principal, un SU - un dispozitiv de comparare, un UPA - un dispozitiv de amplificare-conversie, un BN - o unitate de setare.

Dispozitivul de conducere trebuie să genereze un semnal de referință foarte stabil (setarea controlerului) sau să-l modifice în funcție de un program specific. Comparatorul face posibilă compararea semnalului de referință cu semnalul de feedback și astfel formarea valorii erorii de control ep. Dispozitivul de amplificare-conversie constă dintr-un bloc pentru generarea unui algoritm de control, un bloc pentru setarea parametrilor acestui algoritm și un amplificator de putere.

Clasificarea reglementatorilor

Regulatoarele automate sunt clasificate după scop, principiu de funcționare, caracteristici de proiectare, tipul de energie utilizată, natura modificării acțiunii de reglementare etc.

Conform principiului de funcționare, acestea sunt împărțite în reglementatori ai acțiunii directe și indirecte. Regulatoarele cu acțiune directă nu folosesc energie externă pentru procesele de control, ci folosesc energia obiectului de control însuși (mediu reglementat). Un exemplu de astfel de regulatoare sunt regulatoarele de presiune. În regulatoarele automate de acțiune indirectă, pentru funcționarea acesteia este necesară o sursă de energie externă.

După natura acțiunii, reglementatorii se împart în continuu și discret. Controlere discrete, la rândul lor, sunt împărțite în releu, digital și impuls.

După tipul de energie utilizată, acestea se împart în electronice, pneumatice, hidraulice, mecanice și combinate. Alegerea regulatorului în funcție de tipul de energie utilizată este determinată de natura obiectului de reglare și de caracteristicile sistemului automat.

Conform legii de reglementare, acestea sunt împărțite în regulatoare cu două și trei poziții, regulatoare tipice (integral, proporțional, proporțional-diferențial, proporţional-integralși proporțional integral-diferențial controlere - prescurtate controlere I, P, PD, PI și PID), controlere cu structură variabilă, regulatoare adaptive (auto-tuning) și optime. Regulatoarele cu două poziții sunt utilizate pe scară largă datorită simplității și costului redus.

În funcție de tipul de funcții efectuate, regulatoarele sunt împărțite în regulatoare de stabilizare automată, regulatoare de program, corectoare, raportoare parametri și altele.

Selectarea tipului de regulator

Sarcina proiectantului este să aleagă un tip de regulator care să ofere calitatea dorită a reglementării la costuri minime și fiabilitate maximă.

Pentru a selecta tipul de regulator și a determina setările acestuia, trebuie să știți:

• Caracteristicile statice și dinamice ale obiectului de control.
• Cerințe pentru calitatea procesului de reglementare.
• Indicatori de calitate de reglementare pentru regulatoarele seriale.
• Natura perturbațiilor care acționează asupra procesului de reglare.

Selectarea unui tip de controler începe de obicei cu cele mai simple controlere cu două poziții și se poate termina cu controlere cu microprocesor cu auto-reglare.

Luați în considerare indicatorii de calitate ai regulatoarelor în serie. Controlerele continue care implementează legile de control I, P, PI și PID sunt considerate a fi serie.

Teoretic, odată cu complicarea legii de reglementare, calitatea sistemului se îmbunătățește. Se știe că valoarea raportului dintre întârzierea și constanta de timp a obiectului c are cea mai mare influență asupra dinamicii de reglare. Eficiența compensării perturbației în trepte de către regulator poate fi caracterizată cu precizie prin valoarea coeficientului dinamic de reglare Rd, iar viteza - prin valoarea timpului de reglare. Teoretic, într-un sistem cu întârziere, timpul minim de control este t pvin =2/.

Timp minim posibil de reglare pt tipuri variate regulatoarele cu setarea lor optimă este determinată de Tabelul 1.

tabelul 1

Ghidat de tabel, se poate argumenta că legea de control P oferă cea mai mare viteză.Cu toate acestea, dacă câștigul controlerului P KP este mic (cel mai adesea acest lucru se observă în sistemele cu întârziere), atunci un astfel de controler nu nu oferă o precizie ridicată de control, deoarece în acest caz este mare magnitudinea erorii statice. Dacă KP are o valoare de 10 sau mai mult, atunci controlerul P este acceptabil, iar dacă KP<10 то требуется введение в закон управления интегральной составляющей.

Cel mai comun în practică este controlerul PI, care are următoarele avantaje:

1. Oferă eroare de control static zero.
2. Destul de ușor de configurat, deoarece sunt setați doar doi parametri și anume câștigul K P și constanta de integrare Ti . Într-un astfel de controler, este posibil să se optimizeze K p /T i >max, ceea ce asigură controlul cu cea mai mică eroare de control pătratică medie posibilă.
3. Are sensibilitate scăzută la zgomot în canalul de măsurare (spre deosebire de controlerul PID).

Pentru cele mai critice circuite, se poate recomanda utilizarea unui controler PID, care oferă cea mai mare performanță din sistem. Cu toate acestea, trebuie luat în considerare faptul că această condiție este îndeplinită numai cu setările sale optime (trei parametri sunt configurați). Odată cu creșterea întârzierii în sistem, schimbările de fază negative cresc brusc, ceea ce reduce efectul componentei diferențiale a controlerului. Prin urmare, calitatea controlerului PID pentru sistemele cu o întârziere mare devine comparabilă cu calitatea controlerului PI. În plus, prezența zgomotului în canalul de măsurare într-un sistem cu un controler PID duce la fluctuații aleatorii semnificative ale semnalului de control al controlerului, ceea ce crește dispersia erorii de control. Astfel, controlerul PID ar trebui să fie ales pentru sistemele de control cu ​​un nivel de zgomot relativ scăzut și o întârziere în obiectul de control. Sistemele de control al temperaturii sunt exemple de astfel de sisteme.

La alegerea tipului de controler, se recomandă să se concentreze asupra valorii raportului dintre întârzierea și constanta de timp din obiectul t /T. Dacă 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, apoi este selectat un regulator digital special cu un predictor, care compensează întârzierea în bucla de control. Cu toate acestea, același regulator este recomandat să fie utilizat pentru rapoarte mai mici t /T.

Metoda formulei pentru determinarea setărilor controlerului

Metoda este utilizată pentru estimarea rapidă aproximativă a valorilor parametrilor de reglare a controlerului pentru trei tipuri de procese optime de control tipice.

Metoda este aplicabilă atât pentru obiectele statice cu auto-aliniere (Tabelul 2), cât și pentru obiectele fără auto-aliniere (Tabelul 3).

Notă: T, t , K oy - constanta de timp, întârzierea și câștigul obiectului.

În aceste formule, se presupune că este reglat un controler cu setări dependente, a cărui funcție de transfer are forma:

K p - câștigul controlerului; Timpul T i -izodrom (constanta de integrare a controlerului); T d este timpul de avans (constanta de diferențiere).

Calculul setărilor în funcție de caracteristicile de frecvență ale obiectului

Există echipamente speciale pentru determinarea experimentală a caracteristicii amplitudine-fază (APC) a obiectului de control: Această caracteristică poate fi utilizată pentru a calcula setările controlerului PI, unde criteriul principal este asigurarea marjelor de stabilitate specificate în sistem. .

Este convenabil să se caracterizeze marjele de stabilitate prin indicele de oscilație a sistemului M, a cărui valoare într-un sistem cu controler PI coincide cu maximul caracteristicii amplitudine-frecvență a unui sistem închis. Pentru ca acest maxim să nu depășească o valoare dată, AFC al unui sistem în buclă deschisă nu trebuie să intre în interiorul unui cerc cu centrul P 0 și raza R, unde

Se poate dovedi că setările optime în ceea ce privește eroarea minimă de control rădăcină-medie-pătrată vor fi acelea la care sistemul cu indicele de oscilație MJ M 1 va avea cel mai mare coeficient cu componenta integrală, care corespunde condiției K p /T i >min.

În acest sens, calculul setărilor optime constă în două etape:

1. Aflând în planul parametrilor K p şi Ti , limitele regiunii în care sistemul are un indice oscilator dat M 1 .
2. Prin definirea unui punct de la limita regiunii care satisface cerința K p /T i .

Calculul setărilor în funcție de caracteristicile de frecvență ale obiectului. Metodologie de calcul a setărilor controlerului PI în funcție de AFC-ul obiectului

Metode experimentale de reglare a regulatorului

Pentru un număr semnificativ de obiecte de control industrial, nu există modele matematice suficient de precise care să descrie caracteristicile lor statice și dinamice. În același timp, efectuarea de experimente pentru a elimina aceste caracteristici este foarte costisitoare și laborioasă.

Metoda experimentală de ajustare a regulatorilor nu necesită cunoașterea modelului matematic al obiectului. Cu toate acestea, se presupune că sistemul este instalat și poate fi pus în funcțiune și este, de asemenea, posibilă modificarea setărilor controlerului. Astfel, unele experimente pot fi efectuate pentru a analiza efectul modificării setărilor asupra dinamicii sistemului. În cele din urmă, setările bune sunt garantate pentru un anumit sistem de control.

Există două metode de reglare - metoda oscilației neamortizate și metoda oscilației amortizate.

Metoda de oscilație continuă

În sistemul de operare, componentele integrale și diferențiale ale controlerului sunt oprite (T i =Ґ, T d =0), adică sistemul este transferat la legea de control P.

Prin creșterea succesivă a K p cu aplicarea simultană a unui mic semnal de salt al sarcinii, în sistem se realizează oscilații neamortizate cu o perioadă T kp. Aceasta corespunde aducerii sistemului la limita stabilității vibraționale. Când are loc acest mod de funcționare, valorile câștigului critic al regulatorului K kp și perioada oscilațiilor critice în sistem T kp sunt fixe. Când apar fluctuații critice, nici o variabilă a sistemului nu trebuie să ajungă la nivelul limită.

În funcție de valorile T kp și K kp, setările controlerului sunt calculate:

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

Calculul setărilor controlerului se poate face în funcție de frecvența critică a obiectului de control în sine w p. Având în vedere că frecvența naturală Ґ p OS coincide cu frecvența critică de oscilație a unui sistem închis cu un controler P, valorile T kp și K kp pot fi determinate din amplitudinile și perioada de oscilații critice obiectul propriu de control.

Atunci când un sistem închis este adus la limita stabilității vibraționale, amplitudinea oscilației poate depăși valoarea admisă, ceea ce, la rândul său, va duce la o urgență la instalație sau la producerea de produse defecte. Prin urmare, nu toate sistemele de control pentru instalațiile industriale pot fi aduse într-un mod critic de funcționare.

Metoda de oscilație amortizată

Utilizarea acestei metode vă permite să reglați controlerele fără a aduce sistemul în moduri de operare critice. La fel ca în metoda anterioară, pentru un sistem închis cu un controler P, prin creșterea succesivă a KP, se realizează un proces tranzitoriu de procesare a unui impuls dreptunghiular în funcție de un semnal de referință sau de perturbare cu un decrement de amortizare D=1/4. În continuare, se determină perioada acestor oscilații T k și valorile constantelor de integrare și diferențiere a controlerelor T i ,T d.

• Pentru controlerul PI:T i =T k /6;
• Pentru regulatorul PID: T i =T k /6;T d =T k /1,5.

După setarea valorilor calculate ale lui T i și Td pe controler, este necesar să se rafinească experimental valoarea K P pentru a obține factorul de amortizare D=1/4. În acest scop, se efectuează o ajustare suplimentară a K P pentru legea de control selectată, care de obicei duce la o scădere a K P cu 20–30%. Majoritatea sistemelor de control industrial sunt considerate bine reglate dacă factorul lor de amortizare D este 1/4 sau 1/5.

Reglarea în prezența zgomotului

Prezența componentelor de zgomot de înaltă frecvență în semnalul de măsurare duce la oscilații aleatorii ale actuatorului sistemului, ceea ce crește dispersia erorii de control și reduce precizia controlului. În unele cazuri, componentele puternice de zgomot pot duce sistemul la un mod de funcționare instabil (instabilitate stocastică).

În sistemele industriale, circuitele de măsurare conțin adesea zgomot asociat cu frecvența rețelei. În acest sens, o sarcină importantă este filtrarea corectă a semnalului de măsurare, precum și alegerea algoritmului și a parametrilor doriti ai controlerului. Pentru aceasta, se folosesc filtre de joasă frecvență de ordin înalt (5–7), care au o pantă mare a pantei. Acestea sunt uneori încorporate în convertoare de normalizare.

Astfel, sarcina principală a regulatorului este de a compensa perturbațiile de joasă frecvență. În acest caz, pentru a obține o dispersie minimă a erorii de control, zgomotul de înaltă frecvență trebuie filtrat. Cu toate acestea, în caz general, această problemă este contradictorie, deoarece spectrele de perturbare și de zgomot pot fi suprapuse unul altuia. Această contradicție este rezolvată folosind teoria controlului stocastic optim, care face posibilă atingerea unei viteze bune în sistem cu dispersia minimă posibilă a erorii de control. Pentru a reduce efectul interferenței în situații practice, se folosesc două metode bazate pe:

• scăderea câștigului controlerului K p , adică, de fapt, trecerea la lege integrală reglare, care este insensibilă la zgomot;
• filtrarea semnalului măsurat.

Metode de instalare a sistemelor de control cu ​​două cupluri

Din numărul total de sisteme de control, aproximativ 15% sunt sisteme de control dublu conectate (Fig. 11). În astfel de sisteme, chiar și în prezența unui grajd durata de viata a bateriei două regulatoare, întregul sistem poate deveni instabil datorită acțiunii de cuplare încrucișată în obiectul de control.

Obiectul de control într-un sistem dublu conectat este reprezentat în forma P-canonică. Comoditatea acestei reprezentări constă în faptul că prin experiment activ este posibil să se determine toate funcțiile de transfer pentru canalele corespunzătoare. Semnalele intermediare x 1 , x 2 , x 3 , x 4 nu sunt de obicei disponibile pentru măsurare, astfel încât controlul se efectuează conform vectorului de ieșire Y:

În practică, un număr destul de mare de sisteme sunt dublu conectate. Pentru o ajustare obiectivă a regulatorilor sistemelor cu două conexiuni, se formează un criteriu de calitate al formei:

unde y 1 și y 2 sunt coeficienții de greutate (penalizare), J1 și J 2 sunt criteriile de calitate ale primului și celui de-al doilea circuit.

Prin redistribuirea coeficienților de greutate y 1 și y 2, este posibil să se evidențieze un circuit mai important, calitatea proceselor de control în care ar trebui să fie mai mare. De exemplu, dacă primul circuit ar trebui să ofere o precizie mai mare, atunci y 1 trebuie mărit.

Sarcina de reglare a controlerului este de a furniza valoarea minimă a lui J 0 a sistemului pentru y 1 și y 2 date, unde

Considera diverse metode setările regulatorului în sisteme cu două conexiuni.

Metoda offline a regulatorului

În acest caz, reglarea regulatoarelor P1 și P2 se efectuează secvențial, fără a ține cont de influențele reciproce ale circuitelor. Procedura de configurare este următoarea:

• regulatorul P 2 este comutat în modul manual;
• regulatorul P1 este reglat astfel încât criteriul J1 să fie minim;
• regulatorul reglat P 1 este oprit și regulatorul P 2 este pornit;
• P2 ajustat, oferind un minim de J2;
• Ambele comenzi sunt active.

• există o mică influență reciprocă a contururilor;
• viteza unui circuit este mult mai mare decât a celuilalt (circuitele sunt separate prin frecvențe);
• în legăturile încrucișate, una dintre funcțiile de transfer are un coeficient de transfer semnificativ mai mic decât cealaltă, adică se observă o influență unilaterală.

Metoda de reglare iterativă a regulatorilor

Această metodă este similară cu cea anterioară, dar aici regulatoarele P 1 și P 2 sunt reglate în mod repetat (tuning succesiv) pentru a asigura valoarea minimă a criteriului de calitate J 0 a întregului sistem.

Trebuie luat în considerare faptul că numai metoda de reglare iterativă a controlerelor asigură funcționarea de înaltă calitate a unui sistem dublu conectat chiar și în prezența cuplajelor încrucișate puternice. Acest lucru se explică prin faptul că optimizarea criteriului de calitate J 0 al sistemului are loc atunci când P 1 și P 2 sunt activate.

Aceasta metoda folosit adesea în modelarea analogică și digitală a sistemelor dublu conectate, deoarece în condiții reale este foarte laborioasă.

Metoda de proiectare analitică a regulatoarelor

Această metodă vă permite să sintetizați un controler multidimensional care ia în considerare relația dintre variabilele din obiectul de control în structura sa. Sinteza se realizează folosind metode ale teoriei controlului optim sau modal atunci când se descrie un obiect în spațiul de stare.

Schema bloc a controlerului de stare optimă care conține dispozitivul de observare este prezentată în Fig.12. Schema conține următoarele elemente: H - observator, OS - obiect de control, MOU - modulul obiectului de control, OPC - controler de stare optimă, E H - eroare de observare, X M - vector de stare al modelului, X set - vector de sarcină, U - vector de intrare OA, Y - OA vector de ieșire, Y M - vector de ieșire model.

Controlerul de stare optim, fiind cel mai perfect tip de controler, necesită măsurarea tuturor componentelor vectorului de stare al obiectului. Pentru a obține estimările lor (x), se folosește un model dinamic al obiectului (digital sau analogic), conectat în paralel cu amplificatorul operațional original. Pentru a asigura egalitatea mișcărilor în obiectul real și model se folosește un observator care, comparând mișcările vectorilor Y și Y M, asigură egalitatea acestora (E H >0). Parametrii controlerului de stare sunt calculați prin metode de proiectare analitică a controlerelor prin minimizarea criteriului de calitate pătratic integral

unde Q și R sunt matricele de penalizare (greutăți) pentru componentele vectorului de stare și ale vectorului de control.

Publicația se bazează pe un curs de prelegeri susținute de profesorul V.M. Mazurov la Departamentul de ATM al Universității de Stat Tula