Краткие теоретические сведения. Системой автоматического регулирования (САР) называют совокупность взаимодействующих в процессе работы элементов

Системой автоматического регулирования (САР) называют совокупность взаимодействующих в процессе работы элементов, предназначенных для поддержания значения регулируемой величины (координаты) в заданных пределах.

Автоматическое регулирование является разновидностью автоматического управления.

На рисунке 8.1 представлена функциональная схема САР с регулированием по отклонению. САР состоит из объекта регулирования ОР и регулятора Р.

Рисунок 8.1 Функциональная схема САР

Все воздействия, приложенные к элементам системы, можно разделить на внешние и внутренние.

Внешние воздействия, в свою очередь, делятся на возмущающие z и задающие х. Возмущающие воздействия приложены к объекту регулирования ОР. Внешние воздействия на САР часто называют входными величинами.

Величину, по которой осуществляется регулирование, называют регулируемой или выходной величиной (обозначена на рисунке 8.1 буквой “ y ”).

Воздействия, передаваемые от одного элемента системы к другому, являются внутренними воздействиями системы. Примером внутреннего воздействия в системе на рисунке 8.1 является управляющее воздействие u, вырабатываемое регулятором Р под влиянием задающего воздействия х и регулируемой величины y.

Если к системе приложена одна входная величина, а регулирование осуществляется по одной выходной (регулируемой) величине, то такую САР называют одномерной.

В приведенной схеме САР реализуется принцип регулирования по отклонению, так как алгоритм регулирования формируется в зависимости от отклонения регулируемой величины у относительно заданного ее значения х. Управляющее воздействие формируется только при условии ∆ , то есть при возникновении отклонения ∆. В этом случае

. (8.1)

Для измерения отклонения ∆ и формирования управляющего воздействия u в схему (рисунок 8.1) введена обратная связь. Если в обратную связь включен регулятор (как это имеет место в рассматриваемом случае), то такую обратную связь называют главной. В рассматриваемой САР обратная связь является отрицательной, поскольку, как видно из формулы (8.1), регулируемая величина у и управляющее воздействие u – величины, противоположные по знаку.

Преимуществом принципа регулирования по отклонению является то, что управляющее воздействие формируется независимо от того, какая причина вызвала отклонение регулируемой величины. В этом случае нет необходимости анализировать возмущающие воздействия и выяснять, какое из них привело к отклонению.

Недостатком регулирования по отклонению является то, что управляющее воздействие формируется только после того, как возникнет ошибка ∆ в выполнении заданного алгоритма функционирования системы.

На стенде имеется возможность проводить экспериментальные исследования двух типов наиболее распространенных в водоснабжении САР с регулированием по отклонению (уровня и давления).