Классификация систем автоматического регулирования
Классификация систем автоматического регулирования (САР) приведена в таблице 1.
Таблица 1 - Классификация систем автоматического регулирования
Краткая характеристика САР | ||
1 По назначению алгоритма изменения задающего воздействия (или по виду выполняемых функций) | Стабилизирующая | Поддерживает регулируемый параметр на постоянномзначении заданной точки. X=SP=const |
Программная | Изменяет регулируемую величину в соответствии с функциейзадания во времени – программные задатчики. SP=F[SPprog(t)] | |
Следящая | Задача состоит в том, чтобы изменения регулируемой величины следили за изменениями другого параметра. X=var | |
С управлением от ПЭВМ | Изменяет регулируемую величину в зависимости от заранеенеизвестной величины заданной точки. Значение заданиярегулятору формируется по интерфейсу. X=var | |
2 По количествуконтуров регулирования | Одноконтурные | Содержащие один контур регулирования |
Многоконтурные | Содержащие несколько контуров регулирования (в т.ч. каскадные регуляторы, регуляторы ограничения) | |
3 По количествурегулируемыхтехнологических параметров | Однокомпонентные | Системы с одной регулируемой величиной |
Многокомпонентные несвязанные | Системы с несколькими регулируемыми величинами.Регуляторы непосредственно не связаны и могут взаимо действовать только через общий для них обьект регулирования | |
Многокомпонентные связанные | Системы с несколькими регулируемыми величинами.Регуляторы различных параметров одного или несколькихобьектов связаны между собой:
| |
4 По своемуфункциональному назначению | Специализированные | САР температуры, давления, расхода, уровня, обьема и др. |
Универсальные | С нормированными входными и выходными сигналами и пригодные для управления различными параметрами | |
5 По законурегулированияили логике работыконтура регулирования | Двухпозиционный | См раздел Типы регуляторов и законы регулирования |
Трехпозиционный | ||
П, ПИ, ПИД-регулятор | ||
ШИМ-регулятор | ||
Адаптивные | Самонастраивающиеся, автонастраивающиеся | |
Оптимальные | Использующие оптимальный закон регулирования | |
6 По характеруиспользуемых дляуправлениясигналов (по роду действия) | Непрерывные | Аналоговые сигналы (ток, напряжение). Частный случай – выходной сигнал ШИМ регулятора (с дискретным выходом) |
Дискретные | Релейные, импульсные, цифровые.Выходные устройства – механическое реле, твердотельное реле, симистор, тиристор, транзисторный ключ, интерфейс | |
7 По характеру математических соотношений | Линейные | Для которых справедлив принцип суперпозиции (см. прим.1) |
Нелинейные | Для которых не справедлив принцип суперпозиции (см. прим.1) | |
8 По видуиспользуемой длярегулирования энергии | Электрические | В т.ч. электронные |
Пневматические | Мембранные, поршневые, лопастные | |
Гидравлические | ||
Механические | ||
Комбинированные | Электропневматические, пневмо-, электромеханические | |
9 По принципу регулирования | По рассогласованию | См. прим.2 |
По отклонению | См. прим.2 | |
По возмущению | См. прим.3 | |
Комбинированные | См. прим.4 | |
10 По направлению действия | Прямые | Регуляторы прямого (нормального) действия |
Обратные | Регуляторы обратного (реверсивного) действия | |
11 По принципу действия | Прямого действия | Не используют внешнюю энергию, а используют энергию самого обьекта управления (регуляторы давления) |
Непрямого действия | Для работы требуется внешний источник энергии |
Примечания к таблице 1:
- Принцип суперпозиции (наложения):
- Подавляющее большинство систем построено по принципу обратной связи - регулирования по рассогласованию или регулирования по отклонению – см. рис.2:
Рисунок 2 - Регулирование по рассогласованию а) и регулирование по отклонению б) - Принцип регулирования по возмущению (принцип компенсации) – см. рис 3:
Рисунок 3 - Регулирование по возмущению, где: К - усилитель с коэффициентом усиления К - Комбинированный принцип регулирования по рассогласованию и возмущению – см. рис. 4:
Рисунок 4 - Регулирование по рассогласованию и возмущению
Если на вход обьекта подается несколько входныхвоздействий (или возмущений) - см. рис. 1, то реакция обьекта на сумму входных воздействий равна суммереакций обьекта на каждое воздействие в отдельности.
Л (X1 + X2 + … + Xn) = Л (X1) + Л (X2) + … + Л (Xn) (1.1)
Рисунок 1 - Пояснение принципа суперпозиции
Комбинированный принцип регулирования (см. рис. 1.6) сочетает в себе особенности принципов
регулирования по рассогласованию (отклонению) и возмущению. Этот способ достигает высокого качества
управления.
Ограничения применения комбинированного принципа регулирования:
- не всегда можно измерить возмущающий фактор Z,
- не всегда можно экспериментально определить степень воздействия,
- не всегда можно составить математическую модель обьекта управления,
- не всегда представляется возможным установить датчик (или очень дорого).