Single-circuit at multi-circuit, coupled at unconnected na mga awtomatikong control system, direkta at hindi direktang kontrol. Cascade control Naka-link at hindi naka-link na regulasyon

Ang block diagram ng disconnected control system para sa isang two-dimensional na bagay ay may anyo:

Control error

Kontrolin ang pagkilos

Sinusukat ang mga kinokontrol na dami

Hindi nasusukat na mga output sa mga pangunahing channel na may transfer function at

Mga regulator na may mga function ng paglilipat at

Gamit ang mga discrete transfer function ng mga controllers ng main at cross channels, inilalarawan namin ang system ng disconnected control:

Ibahin natin ang system (2.0) sa pamamagitan ng pagpapalit, pagkuha ng equation para sa koneksyon sa pagitan ng mga output ng system at mga input nito

(2.2)

Sa unang equation, pinapalitan natin ang kanang bahagi ng pangalawang equation:

(2.3)

Katulad nito, kapag pinapalitan ang pangalawang equation sa halip na kanang bahagi ng unang equation, maaaring makuha ng isa ang dependence ng output sa at .

Mula sa equation (2.3) malinaw na ang bawat kinokontrol na variable ay nakasalalay sa parehong unang input ng system at ang pangalawang input ng system. Ipakita natin na ang katatagan ng uncoupled system sa kasong ito ay bumababa. Upang gawin ito, ipinapalagay namin na ang mga function ng paglipat ng bagay sa kahabaan ng pangunahing at mga cross channel ay pantay sa bawat isa at ang mga function ng paglilipat ng mga regulator ay katumbas ng bawat isa.

Pagkatapos ang equation (2.3) ay kukuha ng anyo:

(2.4)

Kung walang mga cross connection sa object, ang halaga ng output ay nakasalalay lamang sa gawain alinsunod sa sumusunod na expression:

Alinsunod sa pamantayan ng Nyquist, upang maging matatag ang isang closed-loop na single-loop system (kung ang isang open-loop system ay stable), kinakailangan na ang AFC hodograph ng open-loop system ay hindi sumasakop sa punto na may mga coordinate. Batay dito, sa isang nakadiskonektang sistema ng kontrol, kung kinuha katumbas ng zero, ang pamantayang ito ay magiging pareho, na ang pagkakaiba lamang ay ang mga coordinate ng kritikal na punto ay magiging . Kaya, sa isang hindi magkakaugnay na sistema ng regulasyon, ang lugar ng matatag na regulasyon ay makitid, na binabawasan ang katatagan ng system at pinalala ang kalidad ng proseso ng paglipat. Kung, kapag kinakalkula ang pinakamainam na mga setting ng controller sa isang non-coupled control system, ang mga panloob na cross-couplings ay hindi isinasaalang-alang, kung gayon ang system ay maaaring hindi matatag. Upang mapanatili ang katatagan ng isang naka-disconnect na sistema ng kontrol sa pagkakaroon ng mga panloob na koneksyon, kinakailangan upang bawasan ang pakinabang kumpara sa mga kadahilanan ng nakuha ng mga regulator sa kawalan ng mga cross connection nang labis na ginagawa ng AFC hodograph ng open-loop system. hindi takpan ang punto ng mga coordinate.

Malinaw, ito ay maaaring makamit sa pamamagitan ng makabuluhang pagtaas ng controller gain, i.e. bilis ng regulator, na masakit na nagpapalala sa kalidad ng regulasyon. Samakatuwid, na may malakas na panloob na mga koneksyon, ang pagkakataon na makakuha ng mataas na kalidad na regulasyon ay dapat na hinahangad hindi sa pagsasaayos ng mga istruktura at mga setting ng hindi nauugnay na mga regulator, ngunit sa pamamagitan ng "pagtanggal" ng mga panloob na koneksyon sa pamamagitan ng mga cross channel. Yung. ito ay kinakailangan upang baguhin ang istraktura ng system mismo. Mayroong dalawang paraan upang pahinain o ganap na "taliin" ang mga cross-link:

1. pagpili ng hindi nauugnay o mahinang nauugnay na mga parameter bilang kinokontrol na dami;

2. paglikha ng isang sistema ng naka-link na regulasyon, sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga karagdagang panlabas na compensating link sa pagitan ng mga regulator sa ASR

Ang sistema ng uncoupled na regulasyon ay mas simple, mas maaasahan at mas mura kaysa sa mga sistema ng magkakaugnay na regulasyon. Magagawa ang mga ito kahit na sa mga kaso kung saan ang mga sistema ng kontrol sa komunikasyon ay teknikal na hindi magagawa. Gayunpaman, sila ay madaling kapitan sa mga nakakagambalang impluwensya at kumalat sa mga pangunahing at cross channel, na maaaring humantong sa pagkasira sa kalidad ng regulasyon at, sa pinakamagandang kaso, pagkawala ng katatagan. Ang mga bentahe ng hindi magkakaugnay na mga sistema ng kontrol ay nagpipilit sa amin na maghanap ng mga paraan upang mapalawak ang saklaw ng kanilang aplikasyon sa mga bagay na may magkakaugnay na kinokontrol na dami habang pinapanatili ang kasiya-siyang kalidad ng regulasyon. Ang antas ng koneksyon sa pagitan ng dalawang kinokontrol na dami ay maaaring matukoy gamit ang paglipat ng mga function ng bagay sa kahabaan ng pangunahing at cross channel. Ang antas ng komunikasyon sa kahabaan ng unang pangunahing channel ay katumbas ng ratio ng transfer function nito sa transfer function ng pangalawang pangunahing channel: . Ang antas ng komunikasyon sa kahabaan ng pangalawang cross channel ay katumbas ng ratio ng transfer function ng channel na ito sa transfer function ng unang pangunahing channel: . Pangkalahatang antas ng koneksyon sa pagitan ng mga variable ng kontrol: . Depende sa laki ng kabuuang antas ng koneksyon, maaaring irekomenda ang isa sa mga sumusunod na opsyon sa kontrol:

Sa koneksyon na ito ng mga regulator, ang mga channel ay magiging pangunahing at ang pangkalahatang antas ng koneksyon ay mailalarawan ng isang bagong halaga. Kung ito ay lumabas na ang pangkalahatang antas ng pagkabit ng mga halaga ay mas mababa sa 1, kung gayon ang isang non-coupled na sistema ng kontrol ay maaaring mailapat;

3. sa ratio, ang antas ng koneksyon ay makabuluhan, na maaaring makabuluhang bawasan ang katatagan ng isang naka-disconnect na sistema ng kontrol; sa kasong ito, kinakailangan upang alisin o makabuluhang pahinain ang mga panloob na koneksyon sa awtomatikong sistema ng kontrol;

4. "decoupling" ang regulasyon ng mga dami sa pagkakaroon ng mga cross connection ay posible kung ang regulasyon ng mga dami na may iba't ibang mga dynamic na katangian ay isinasagawa, na binabawasan ang kanilang pagkakaugnay sa pamamagitan ng proseso, halimbawa, ang mga regulator ng presyon ay karaniwang gumagana sa mas mataas na mga frequency, samantalang mga regulator ng temperatura, na tumutukoy sa kanilang mahinang impluwensya sa isa't isa.

Ang mga diskarte sa pag-set up ng isang disconnected control system ay maaaring ang mga sumusunod:

1. setup sa single-circuit system;

2. sabay-sabay na pag-optimize ng mga regulator sa isang naka-disconnect na sistema ng kontrol, na isinasaalang-alang ang impluwensya ng pangunahing at mga channel ng paglipat.

Ang unang diskarte ay gumagamit ng mga modelo ng mga pangunahing channel at kaukulang mga regulator. Mula sa kanila, ang mga single-circuit control system ay pinagsama-sama, kung saan ang mga kaukulang regulator ay nababagay gamit ang isa sa mga numerical na pamamaraan. Ang bentahe ng diskarteng ito sa pag-set up ng mga regulator ay ang pagiging simple at mataas na bilis nito.

Mula sa sistema ng mga equation para sa ugnayan sa pagitan ng mga output ng object ( at ) at ng mga input ng system ( at ) (2.3), (2.4) sumusunod na ang kinokontrol na dami ay nakasalalay hindi lamang sa mga dynamic na katangian ng pangunahing channel at ang controller, ngunit din sa mga dynamic na katangian ng pangalawang pangunahing channel, cross channel, at mula sa pangalawang regulator. Ang parameter ay magkatulad. Samakatuwid, ang bahagi ng kontrol ng system ay dapat na i-configure na isinasaalang-alang ang mga dynamic na katangian ng hindi lamang ang kaukulang pangunahing channel, ngunit isinasaalang-alang din ang impluwensya ng dynamics ng mga cross-channel. Samakatuwid, ang kawalan ng diskarteng ito sa pag-tune ng mga regulator ay ang di-optimality ng mga resultang parameter ng pag-tune.

Isaalang-alang natin ang pangalawang diskarte. Ang pagkalkula ng lumilipas na proseso sa isang nakadiskonektang sistema ng kontrol ay isinasagawa gamit ang sumusunod na sistema ng mga equation na may hangganan ng pagkakaiba:

, nasaan ang mga weighting coefficient kung saan natutugunan ang mga sumusunod na kundisyon:

Mga tagapagpahiwatig ng kalidad para sa kaukulang output ng system, na ginagamit bilang pamantayan sa pag-optimize. Ang mas malaking timbang ay itinalaga sa tagapagpahiwatig ng kalidad ng output na ang regulasyon ay pinakamahalaga.

Kapag gumagamit ng convolution, ang problema sa pag-optimize ay nabuo tulad ng sumusunod: . Kapag ginagamit ang gradient na paraan bilang isang numerical na paraan ng pag-optimize, ang algorithm ng pag-optimize (algorithm diagram) ay magiging kapareho ng para sa isang single-loop system. Ang pagkakaiba ay kapag kinakalkula ang proseso ng paglipat, ang sistema ng mga equation (3.0) at mga paunang kondisyon (3.1) ay gagamitin. Kapag kinakalkula ang mga partial derivatives ng criterion gamit ang pinakamainam na mga setting, ang isa sa dalawang diskarte na tinalakay sa itaas ay maaaring gamitin (na may at walang paggamit ng quasi-analytical recurrent dependencies). Kapag gumagamit ng finite-difference equation, kinakailangang kumuha ng mga partial derivatives ng lahat ng equation ng system (3.0) para sa lahat ng setting ng parehong controllers. Ang mga paunang kondisyon para sa pagkalkula ng mga numerical na halaga ng nagresultang sistema ng mga equation ng finite-difference ay dapat itakda nang katulad sa mga paunang kondisyon (3.1).

Sa kasalukuyan, mayroong isang buong iba't ibang mga awtomatikong control system (ACS) o, kung tawagin din sila, mga awtomatikong control system (ACS). Sa artikulong ito isasaalang-alang namin ang ilang mga pamamaraan ng regulasyon at mga uri ng mga awtomatikong sistema ng kontrol.

Direkta at hindi direktang regulasyon

Tulad ng nalalaman, ang bawat awtomatikong sistema ng kontrol ay binubuo ng isang regulator at isang bagay ng regulasyon. Ang regulator ay may sensitibong elemento na sumusubaybay sa mga pagbabago sa kinokontrol na variable depende sa halaga ng tinukoy na control signal. Sa turn, ang sensitibong elemento ay nakakaimpluwensya sa regulatory body, na kung saan ay nagbabago sa mga parameter ng system upang ang mga halaga ng set at kinokontrol na mga dami ay maging pareho. Sa pinakasimpleng mga regulator, ang epekto ng sensing element sa regulating organ ay nangyayari nang direkta, iyon ay, sila ay direktang konektado. Alinsunod dito, ang naturang ACS ay tinatawag na mga direktang control system, at ang mga regulator ay tinatawag na mga direktang kumikilos na regulator, tulad ng ipinapakita sa ibaba:

Sa ganoong sistema, ang enerhiya na kinakailangan upang ilipat ang balbula na kumokontrol sa daloy ng tubig sa pool ay direktang nagmumula sa float, na siyang magiging sensing element dito.

Sa isang hindi direktang sistema ng kontrol, upang ayusin ang paggalaw ng control body, ginagamit ang mga auxiliary na aparato na gumagamit ng karagdagang mga mapagkukunan ng enerhiya para sa kanilang operasyon. Sa ganoong sistema, ang sensing element ay kikilos sa kontrol ng auxiliary device, na, sa turn, ay ililipat ang control element sa nais na posisyon, tulad ng ipinapakita sa ibaba:

Narito ang float (sensitive organ) ay kumikilos sa contact ng excitation winding ng electric motor, na umiikot sa balbula sa nais na direksyon. Ang ganitong mga sistema ay ginagamit kapag ang kapangyarihan ng elemento ng sensing ay hindi sapat upang makontrol ang mekanismo ng pagpapatakbo o kinakailangan na magkaroon ng napakataas na sensitivity ng elemento ng pagsukat.

Single-circuit at multi-circuit na self-propelled na baril

Ang modernong ATS ay madalas, halos palaging, ay may mga parallel correction device o mga lokal na feedback, tulad ng ipinapakita sa ibaba:

ACS kung saan isang value lang ang napapailalim sa regulasyon, at mayroon lang silang isang pangunahing feedback (isang control loop) ay tinatawag na single-circuit. Sa gayong mga self-propelled na baril, ang epektong inilapat sa ilang punto sa system ay maaaring makalampas sa buong sistema at makabalik sa orihinal na punto pagkatapos dumaan sa isang bypass path lamang:

At mga self-propelled na baril kung saan, bilang karagdagan sa pangunahing circuit, mayroon ding mga lokal o pangunahing koneksyon sa feedback na tinatawag na multi-circuit. Sa kabaligtaran sa mga single-circuit system, sa mga multi-circuit system, ang epekto na inilapat sa ilang punto sa system ay maaaring lampasan ang system at bumalik sa punto ng paggamit ng epekto kasama ang ilang mga circuit ng system.

Mga sistema ng pinagsama at hindi pinagsamang awtomatikong kontrol

Ang mga sistema kung saan ang ilang dami ay napapailalim sa regulasyon (multidimensional automatic control system) ay maaaring hatiin sa konektado at walang kaugnayan.

Mga Decoupled Regulatory System

Ang mga sistema kung saan ang mga regulator ay idinisenyo upang i-regulate ang iba't ibang dami na hindi nauugnay sa isa't isa at maaaring makipag-ugnayan sa pamamagitan ng isang karaniwang control object ay tinatawag na hindi nauugnay na mga control system. Ang mga hindi nauugnay na sistema ng regulasyon ay nahahati sa independyente at umaasa.

Sa mga dependent variable, ang pagbabago sa isa sa mga dami na kinokontrol ay nangangailangan ng pagbabago sa mga natitirang dami na kinokontrol. Samakatuwid, sa naturang mga aparato, ang iba't ibang mga parameter ng kontrol ay hindi maaaring isaalang-alang nang hiwalay sa bawat isa.

Ang isang halimbawa ng naturang sistema ay isang eroplano na may autopilot, na may hiwalay na channel ng kontrol ng timon. Kung ang sasakyang panghimpapawid ay lumihis mula sa landas nito, ang autopilot ay magiging sanhi ng paglihis ng timon. Ang autopilot ay magpapalihis sa mga aileron, at ang pagpapalihis ng aileron at timon ay magpapataas ng drag ng sasakyang panghimpapawid, na magiging sanhi ng paglihis ng elevator. Kaya, imposibleng isaalang-alang nang hiwalay ang mga proseso ng heading, pitch at lateral roll control, kahit na ang bawat isa sa kanila ay may sariling control channel.

Sa mga independiyenteng sistema ng hindi nauugnay na regulasyon, ang kabaligtaran ay totoo; Ang ganitong mga proseso ng pamamahala ay maaaring isaalang-alang nang hiwalay sa bawat isa.

Ang isang halimbawa ay isang awtomatikong control system para sa angular velocity ng isang hydraulic turbine, kung saan ang boltahe ng generator winding at ang turbine speed ay kinokontrol nang nakapag-iisa sa bawat isa.

Mga naka-link na sistema ng regulasyon

Sa ganitong mga sistema, ang mga regulator ng iba't ibang dami ay may mga koneksyon sa kanilang mga sarili na nakikipag-ugnayan sa labas ng object ng regulasyon.

Halimbawa, isaalang-alang ang electric autopilot EAP, isang pinasimple na diagram na ipinapakita sa ibaba:

Ang layunin nito ay upang mapanatili ang pitch, heading at roll ng sasakyang panghimpapawid sa isang naibigay na antas. Sa halimbawang ito, isasaalang-alang namin ang mga function ng autopilot na nauugnay lamang sa pagpapanatili ng isang partikular na kurso, pitch, at roll.

Ang hydraulic semi-compass 12 ay nagsisilbing isang sensitibong elemento na sinusubaybayan ang paglihis ng sasakyang panghimpapawid mula sa kurso. Ang pangunahing bahagi nito ay isang gyroscope, ang axis nito ay nakadirekta sa isang naibigay na kurso. Kapag ang eroplano ay nagsimulang lumihis mula sa kurso, ang axis ng gyroscope ay nagsisimulang maimpluwensyahan ang mga slider ng rheostatic course 7 at rotation 10 sensor na konektado ng lever 11, habang pinapanatili ang posisyon nito sa espasyo. Ang katawan ng sasakyang panghimpapawid, kasama ang mga sensor 7 at 10, sa turn, ay nagbabago nang naaayon sa axis ng horoscope, isang pagkakaiba ang lumitaw sa pagitan ng posisyon ng gyroscope at ng sasakyang panghimpapawid, na napansin ng mga sensor 7 at 10;

Ang elemento na makikita ang paglihis ng sasakyang panghimpapawid mula sa kurso na tinukoy sa kalawakan (pahalang o patayong eroplano) ay ang gyrovertical 14. Ang pangunahing bahagi nito ay kapareho ng sa nakaraang kaso - ang gyroscope, ang axis na kung saan ay patayo sa ang pahalang na eroplano. Kung ang eroplano ay nagsimulang lumihis mula sa abot-tanaw, ang pitch sensor slider 13 ay magsisimulang lumipat sa longitudinal axis, at kapag ito ay lumihis sa pahalang na eroplano, ang mga roll sensor 15-17 ay magsisimulang lumipat.

Ang mga katawan na kumokontrol sa sasakyang panghimpapawid ay ang control rudders 1, height 18 at ailerons 19, at ang gumaganap na mga elemento na kumokontrol sa posisyon ng mga rudders ay ang heading, pitch at roll steering machine. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng lahat ng tatlong mga channel ng autopilot ay ganap na magkatulad. Ang steering gear ng bawat manibela ay konektado sa isang potentiometric sensor. Pangunahing potentiometric sensor (tingnan ang diagram sa ibaba):

Kumokonekta sa kaukulang sensor ng feedback sa pamamagitan ng bridge circuit. Ang bridge diagonal ay konektado sa amplifier 6. Kapag lumihis ang sasakyang panghimpapawid mula sa landas ng paglipad, lilipat ang slider ng pangunahing sensor at lilitaw ang isang senyales sa dayagonal ng tulay. Bilang resulta ng paglitaw ng signal, ang electromagnetic relay ay isaaktibo sa output ng amplifier 6, na hahantong sa pagsasara ng electromagnetic coupling circuit 4. Ang drum 3 ng makina, sa circuit kung saan ang na-activate ang relay, sasabak sa baras ng patuloy na umiikot na de-koryenteng motor. lilipat ng oras ang brush ng feedback potentiometer (OS) 2. Kapag ang displacement value ng feedback potentiometer (OS) 2 ay naging katumbas ng displacement value ng potentiometric sensor brush, ang signal sa diagonal ng tulay na ito ay magiging katumbas ng zero at titigil ang pagpipiloto ng paggalaw. Sa kasong ito, ang timon ng sasakyang panghimpapawid ay iikot sa posisyong kinakailangan upang ilipat ang sasakyang panghimpapawid sa tinukoy na kurso. Habang inaalis ang mismatch, babalik ang pangunahing sensor brush sa gitnang posisyon.

Ang mga yugto ng output ng autopilot ay magkapareho, simula sa mga amplifier 6 at nagtatapos sa mga steering gear. Ngunit ang mga pasukan ay medyo naiiba. Ang slider ng sensor ng heading ay hindi konektado nang mahigpit sa gyro-compass, ngunit sa tulong ng isang damper 9 at isang spring 8. Dahil dito, nakakakuha kami ng hindi lamang isang paggalaw na proporsyonal sa pag-aalis mula sa heading, kundi pati na rin ng isang karagdagang. , proporsyonal sa unang derivative ng deviation na may paggalang sa oras. Bilang karagdagan, sa lahat ng mga channel, bilang karagdagan sa mga pangunahing sensor, ang mga karagdagang sensor ay ibinibigay na nagpapatupad ng konektadong kontrol kasama ang lahat ng tatlong axes, iyon ay, inaayos nila ang mga aksyon ng lahat ng tatlong timon. Ang koneksyon na ito ay nagbibigay ng algebraic na pagdaragdag ng mga signal mula sa pangunahing at karagdagang mga sensor sa input ng amplifier 6.

Kung isasaalang-alang namin ang channel ng control ng kurso, kung gayon ang mga pantulong na sensor ay magiging mga roll at turn sensor, na manu-manong kinokontrol ng piloto. Sa roll channel mayroong karagdagang mga sensor ng pag-ikot at pag-ikot.

Ang impluwensya ng mga control channel sa isa't isa ay humahantong sa katotohanan na kapag ang sasakyang panghimpapawid ay gumagalaw, ang pagbabago sa roll nito ay magdudulot ng pagbabago sa pitch at vice versa.

Dapat alalahanin na ang isang awtomatikong sistema ng kontrol ay tinatawag na autonomous kung mayroon itong ganitong mga koneksyon sa pagitan ng mga regulator nito na kapag ang isa sa mga halaga ay nagbabago, ang natitira ay mananatiling hindi nagbabago, iyon ay, ang isang pagbabago sa isang halaga ay hindi awtomatikong nagbabago sa iba. .

Ang regulasyon ay isang artipisyal na pagbabago sa mga parameter at daloy ng coolant alinsunod sa mga aktwal na pangangailangan ng mga subscriber. Ang regulasyon ay nagpapabuti sa kalidad ng supply ng init, binabawasan ang labis na pagkonsumo ng gasolina at init.

Depende sa punto ng pagpapatupad, mayroong:

1. sentral na regulasyon - isinasagawa sa pinagmumulan ng init (CHP, boiler room);

2. grupo – sa central heating point o control center,

3. lokal – para sa ITP,

4. indibidwal - direkta sa mga aparatong umuubos ng init.

Kapag homogenous ang load, maaari mong limitahan ang iyong sarili sa isang sentral na regulasyon. Ang sentral na regulasyon ay isinasagawa ayon sa karaniwang pagkarga ng init, na karaniwan para sa karamihan ng mga subscriber sa lugar. Ang nasabing pagkarga ay maaaring alinman sa isang uri ng pagkarga, halimbawa ng pag-init, o dalawang magkakaibang uri na may tiyak na dami ng ratio, halimbawa ng pag-init at supply ng mainit na tubig sa isang naibigay na ratio ng mga kinakalkula na halaga ng mga kargang ito.

Ang isang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng pagkonekta ng mga sistema ng pag-init at mga pag-install ng supply ng mainit na tubig ayon sa prinsipyo ng coupled at unconnected na regulasyon.

Sa hindi nauugnay na regulasyon, ang operating mode ng sistema ng pag-init ay hindi nakasalalay sa pagpili ng tubig para sa supply ng mainit na tubig, na nakamit sa pamamagitan ng pag-install ng regulator sa harap ng sistema ng pag-init. Sa kasong ito, ang kabuuang pagkonsumo ng tubig para sa pag-install ng subscriber ay katumbas ng kabuuan ng pagkonsumo ng tubig para sa pagpainit at supply ng mainit na tubig. Ang pagtaas ng pagkonsumo ng tubig sa pangunahing supply ng network ng pag-init ay humahantong sa isang pagtaas sa kapital at mga gastos sa pagpapatakbo sa mga network ng pag-init, isang pagtaas sa kapital at mga gastos sa pagpapatakbo sa mga network ng pag-init, at isang pagtaas sa pagkonsumo ng kuryente para sa transportasyon ng coolant.

Ginagawang posible ng nauugnay na regulasyon na bawasan ang kabuuang pagkonsumo ng tubig sa mga network ng pag-init, na nakamit sa pamamagitan ng pag-install ng flow regulator sa input ng pag-install ng subscriber at pagpapanatili ng daloy ng tubig sa network sa input constant. Sa kasong ito, na may pagtaas sa pag-alis ng tubig para sa mainit na supply ng tubig, ang pagkonsumo ng tubig sa network para sa sistema ng pag-init ay bababa. Ang kakulangan ng gasolina sa panahon ng maximum na pag-alis ng tubig ay binabayaran ng pagtaas sa pagkonsumo ng tubig sa network para sa sistema ng pag-init sa mga oras ng minimum na pag-alis ng tubig.

Ang koneksyon ng mga pag-install ng subscriber ayon sa prinsipyo ng uncoupled na regulasyon ay ginagamit sa gitnang mataas na kalidad na regulasyon para sa pag-load ng pag-init, at ayon sa prinsipyo ng pinagsamang regulasyon - na may sentral na regulasyon para sa isang pinagsamang pagkarga.

Para sa mga closed heat supply system na may nangingibabaw (higit sa 65%) na pabahay at communal load at may kaugnayan (15), ang sentral na qualitative regulation ng mga closed system ay ginagamit para sa pinagsamang load ng heating at hot water supply. Sa kasong ito, ang koneksyon ng mga hot water supply heater para sa hindi bababa sa 75% ng mga subscriber ay dapat isagawa ayon sa isang dalawang-yugtong sequential scheme.

Ang iskedyul ng temperatura ng sentral na kontrol ng kalidad para sa pinagsamang pag-load ng pag-init at supply ng mainit na tubig (Figure 4) ay binuo batay sa iskedyul ng temperatura ng pag-init at sambahayan (Appendix).

Bago pumasok sa sistema ng pag-init, ang tubig sa network ay dumadaan sa itaas na yugto ng pampainit, kung saan bumababa ang temperatura nito mula sa . Ang pagkonsumo ng tubig para sa mainit na supply ng tubig ay binago ng RT temperature regulator. Ang pagbabalik ng tubig mula sa heating system ay pumapasok sa lower stage heater, kung saan ito lumalamig mula hanggang . Sa mga oras ng maximum na pagkonsumo ng tubig, bumababa ang temperatura ng tubig na pumapasok sa sistema ng pag-init, na humahantong sa pagbaba sa paglipat ng init. Ang kawalan ng timbang na ito ay binabayaran sa mga oras ng pinakamababang pagkonsumo ng tubig, kapag ang tubig na may temperatura na mas mataas kaysa sa kinakailangan ayon sa iskedyul ng pag-init ay pumasok sa sistema ng pag-init.

Tinutukoy namin ang balanse ng pagkarga ng supply ng mainit na tubig, Q g b, MW, gamit ang formula.

Mga isyung sakop sa lecture:

1. Anong mga kahihinatnan ang humahantong sa pagkakapantay-pantay ng dinamika ng mga direktang at cross na koneksyon sa ASR ng hindi nauugnay na regulasyon?

2. Ano ang mga operating frequency ay kanais-nais na magkaroon sa uncoupled control loops.

3. Ano ang kumplikadong koepisyent ng pagkakakonekta.

4. Ang prinsipyo ng awtonomiya.

5. Kondisyon ng tinatayang awtonomiya.

Ang mga bagay na may maraming input at output na magkaugnay ay tinatawag na multi-connected na mga bagay.

Ang dynamics ng mga multi-connected na bagay ay inilalarawan ng isang sistema ng mga differential equation, at sa Laplace-transformed form ng isang matrix ng mga transfer function.

Mayroong dalawang magkaibang diskarte sa pag-automate ng mga multi-connected na bagay: hindi konektadong kontrol ng mga indibidwal na coordinate gamit ang single-loop ACP; pinagsamang regulasyon gamit ang mga multi-loop system kung saan ang mga panloob na cross-connection ng object ay binabayaran ng mga panlabas na dynamic na koneksyon sa pagitan ng mga indibidwal na control loop.

Figure 1 - Block diagram ng hindi nauugnay na regulasyon

Sa kaso ng mahina na cross-couplings, ang pagkalkula ng mga uncoupled regulators ay isinasagawa tulad ng para sa conventional single-circuit ACS, na isinasaalang-alang ang mga pangunahing control channel.

Kung ang mga cross-link ay sapat na malakas, kung gayon ang margin ng katatagan ng system ay maaaring mas mababa kaysa sa kinakalkula, na humahantong sa pagbaba sa kalidad ng regulasyon o kahit na pagkawala ng katatagan.

Upang isaalang-alang ang lahat ng mga koneksyon sa pagitan ng bagay at ng controller, maaari kang makahanap ng isang expression para sa katumbas na bagay, na may anyo:

W 1 e (p) = W 11 (p) + W 12 (p)*R 2 (p)*W 21 (p) / . (1)

Ito ay isang expression para sa controller R 1 (p), isang katulad na expression para sa controller R 2 (p).

Kung ang mga operating frequency ng dalawang circuit ay ibang-iba sa isa't isa, kung gayon ang kanilang impluwensya sa isa't isa ay hindi gaanong mahalaga.

Ang pinakamalaking panganib ay ang kaso kapag ang lahat ng mga function ng paglilipat ay katumbas ng bawat isa.

W 11 (p) = W 22 (p) = W 12 (p) = W 21 (p). (2)

Sa kasong ito, ang setting ng P-regulator ay dalawang beses na mas mababa kaysa sa isang single-circuit ACP.

Para sa isang husay na pagtatasa ng magkaparehong impluwensya ng mga control loop, isang kumplikadong koepisyent ng pagkakakonekta ang ginagamit.

K St (ίω) = W 12 (ίω)*W 21 (ίω) / W 11 (ίω)*W 22 (ίω). (3)

Karaniwan itong kinakalkula sa zero frequency at ang operating frequency ng parehong regulators.

Ang batayan para sa pagbuo ng mga konektadong sistema ng regulasyon ay ang prinsipyo ng awtonomiya. Kaugnay ng isang bagay na may dalawang input at output, ang konsepto ng awtonomiya ay nangangahulugan ng mutual na pagsasarili ng output coordinate U 1 at U 2 sa panahon ng pagpapatakbo ng dalawang closed control system.

Sa esensya, ang kondisyon ng awtonomiya ay binubuo ng dalawang invariance na kundisyon: ang invariance ng unang output Y 1 na may paggalang sa signal ng pangalawang controller X P 2 at ang invariance ng pangalawang output Y 2 na may paggalang sa signal ng unang controller X P 1 :

y 1 (t,x P2)=0; y 2 (t,x P1)=0; "t, x P1 , x P2 . (4)

Sa kasong ito, ang signal X P 1 ay maaaring ituring na isang kaguluhan para sa Y 2, at ang signal X P 2 bilang isang kaguluhan para sa Y 1. Pagkatapos ay ginagampanan ng mga cross channel ang papel ng mga disturbance channel (Figure 1.11.1 at Figure 1.11.2). Upang mabayaran ang mga kaguluhang ito, ang mga dynamic na device na may mga function ng paglilipat R 12 (p) at R 21 (p) ay ipinakilala sa control system, ang mga signal mula sa kung saan ipinapadala sa kaukulang mga control channel o sa mga input ng controller.

Sa pamamagitan ng pagkakatulad sa invariant ACP, ang mga function ng paglilipat ng mga compensator na R 12 (p) at R 21 (p), na tinutukoy mula sa kondisyon ng awtonomiya, ay depende sa mga function ng paglipat ng direkta at cross channel ng object at magiging katumbas ng :

; , (5)

; . (6)

Tulad ng sa mga invariant na ASR, ang pisikal na pagiging posible at teknikal na pagpapatupad ng tinatayang awtonomiya ay may mahalagang papel sa pagbuo ng mga autonomous na sistema ng kontrol.

Ang tinatayang kondisyon ng awtonomiya ay isinulat para sa mga totoong compensator, na isinasaalang-alang ang mga operating frequency ng kaukulang mga regulator:

sa w=0; w=w P2 , (7)

sa w=0; w=w P1 . (8)

(a) – kabayaran sa epekto mula sa pangalawang regulator sa unang control loop

(b) – kabayaran sa epekto mula sa unang regulator sa pangalawang control loop

Figure 2 - Block diagram ng autonomous automated control system

Figure 3 - Block diagram ng isang autonomous two-axis control system

Sa teknolohiyang kemikal, ang isa sa mga pinaka kumplikadong multi-connected na bagay ay ang proseso ng pagwawasto. Kahit na sa pinakasimpleng mga kaso - kapag naghihiwalay ng mga binary mixtures - maraming magkakaugnay na mga coordinate ang maaaring makilala sa isang column ng distillation. Halimbawa, upang ayusin ang proseso sa ibabang bahagi ng haligi, kinakailangan upang patatagin ang hindi bababa sa dalawang teknolohikal na mga parameter na nagpapakilala sa balanse ng materyal sa likidong bahagi at sa isa sa mga bahagi.

Mga tanong para sa pagpipigil sa sarili:

1. Kahulugan at mga gawain ng automation.

2. Modernong automated process control system at mga yugto ng pag-unlad nito.

3. Mga gawain sa pamamahala at regulasyon.

4. Pangunahing teknikal na paraan ng automation.

5. Teknolohikal na proseso bilang isang control object, mga pangunahing grupo ng mga variable.

6. Pagsusuri ng teknolohikal na proseso bilang control object.

7. Pag-uuri ng mga teknolohikal na proseso.

8. Pag-uuri ng mga awtomatikong sistema ng kontrol.

9. Kontrolin ang mga function ng mga awtomatikong system.

10. Pagpili ng mga kinokontrol na dami at kontrol na impluwensya.

11. Pagsusuri ng statics at dynamics ng mga control channel.

12. Pagsusuri ng mga impluwensya ng input, pagpili ng mga kinokontrol na dami.

13. Pagpapasiya ng antas ng automation ng mga teknikal na kagamitan.

14. Kontrolin ang mga bagay at ang kanilang mga pangunahing katangian.

15. Open-loop control system. Mga kalamangan, disadvantages, saklaw, block diagram.

16. Mga saradong sistema ng kontrol. Mga kalamangan, disadvantages, saklaw, block diagram at halimbawa ng paggamit.

17. Pinagsamang mga sistema ng kontrol. Mga kalamangan, disadvantages, saklaw, block diagram at halimbawa ng paggamit.

18. Teorya ng invariance ng mga awtomatikong control system.

19. Pinagsamang ACP.

20. Mga karaniwang compensator.

21. Pagkalkula ng compensator.

22. Ano ang kondisyon ng tinatayang invariance.

23. Sa anong mga frequency kinakalkula ang compensator sa ilalim ng kondisyon ng bahagyang invariance?

24. Kundisyon para sa pisikal na realizability ng invariant ATS.

25. Cascade control system.

26. Ano ang katumbas na bagay sa isang cascade ACS.

27. Ano ang nagpapaliwanag sa pagiging epektibo ng cascade automated control system.

28. Mga pamamaraan para sa pagkalkula ng cascade automated control system.

29. ASR na may karagdagang impulse batay sa derivative mula sa isang intermediate point.

30. Saklaw ng aplikasyon ng ASR na may karagdagang impulse sa derivative.

31. Pagkalkula ng ASR na may karagdagang impulse batay sa derivative.

32. Mga magkakaugnay na sistema ng regulasyon. Pinaghiwalay na mga sistema ng regulasyon.

33. Anong mga kahihinatnan ang humahantong sa pagkakapantay-pantay ng dinamika ng mga direktang at cross na koneksyon sa ASR ng hindi nauugnay na regulasyon?

34. Anong mga operating frequency ang gustong magkaroon sa mga uncoupled control loops.

35. Ano ang complex coefficient ng connectivity.

36. Mga kaugnay na sistema ng regulasyon. Autonomous na ACP.

37. Ang prinsipyo ng awtonomiya.

38. Kondisyon ng tinatayang awtonomiya.

Ang cascade control ay kontrol kung saan ang dalawa o higit pang mga control loop ay konektado upang ang output ng isang controller ay nag-aayos ng setpoint ng isa pang controller.

Ang figure sa itaas ay isang block diagram na naglalarawan ng konsepto ng cascade control. Ang mga bloke sa diagram ay aktwal na kumakatawan sa mga bahagi ng dalawang control loop: ang master loop, na binubuo ng mga control elements A, E, F, at G, at ang slave loop, na binubuo ng control elements A, B C, at D. Ang output ng master loop controller ay ang reference (setpoint) para sa slave control loop controller. Ang slave circuit controller ay gumagawa ng control signal para sa actuator.

Para sa mga prosesong may makabuluhang katangian ng lag (capacitance o resistensya na nagpapabagal sa mga pagbabago sa isang variable), ang slave control loop ng isang cascade system ay maaaring makakita ng mismatch sa proseso nang mas maaga at sa gayon ay mabawasan ang oras na kinakailangan upang i-clear ang mismatch. Masasabi nating "ibinabahagi" ng slave control loop ang pagkaantala at binabawasan ang epekto ng kaguluhan sa proseso.

Sa isang cascade control system, higit sa isang pangunahing sensing element ang ginagamit, at ang controller (sa slave control loop) ay tumatanggap ng higit sa isang input signal. Samakatuwid, ang isang cascade control system ay isang multi-loop control system.

Halimbawa ng isang cascade control system

Sa halimbawa sa itaas, ang control loop sa huli ang magiging nangungunang loop kapag gumagawa ng cascade control system. Ang slave circuit ay idadagdag mamaya. Ang layunin ng prosesong ito ay painitin ang tubig na dumadaan sa loob ng heat exchanger, na dumadaloy sa paligid ng mga tubo kung saan ipinapasa ang singaw. Ang isa sa mga tampok ng proseso ay ang katawan ng heat exchanger ay may malaking volume at naglalaman ng maraming tubig. Ang isang malaking halaga ng tubig ay may kapasidad na nagbibigay-daan dito upang mapanatili ang isang malaking halaga ng init. Nangangahulugan ito na kung ang temperatura ng tubig na pumapasok sa heat exchanger ay nagbabago, ang mga pagbabagong ito ay makikita sa labasan ng heat exchanger na may mahabang pagkaantala. Ang dahilan ng pagkaantala ay ang malaking kapasidad. Ang isa pang tampok ng prosesong ito ay ang mga tubo ng singaw ay lumalaban sa paglipat ng init mula sa singaw sa loob ng mga tubo patungo sa tubig sa labas ng mga tubo. Nangangahulugan ito na magkakaroon ng lag sa pagitan ng mga pagbabago sa daloy ng singaw at mga kaukulang pagbabago sa temperatura ng tubig. Ang dahilan ng pagkaantala na ito ay paglaban.

Ang pangunahing elemento sa control loop na ito ay kumokontrol sa temperatura ng tubig na umaalis sa heat exchanger. Kung ang temperatura ng umaalis na tubig ay nagbago, ang katumbas na pisikal na pagbabago sa pangunahing elemento ay sinusukat ng isang transduser, na nagko-convert sa halaga ng temperatura sa isang signal na ipinadala sa controller. Sinusukat ng controller ang signal, ikinukumpara ito sa set point, kinakalkula ang pagkakaiba, at pagkatapos ay gumagawa ng output signal na kumokontrol sa control valve sa steam line, na siyang end element ng control loop (control element). Ang steam control valve ay maaaring tumaas o bumababa sa daloy ng singaw, na nagpapahintulot sa temperatura ng tubig na bumalik sa itinakdang punto. Gayunpaman, dahil sa mga katangian ng lag ng proseso, magiging mabagal ang pagbabago sa temperatura ng tubig at magtatagal bago mabasa ng control loop kung gaano kalaki ang pagbabago sa temperatura ng tubig. Sa panahong iyon, maaaring naganap ang napakalaking pagbabago sa temperatura ng tubig. Bilang resulta, ang control loop ay bubuo ng isang labis na malakas na pagkilos ng kontrol, na maaaring humantong sa isang paglihis sa kabaligtaran na direksyon (overshoot), at muli itong "maghihintay" para sa resulta. Dahil sa mabagal na pagtugon tulad nito, ang temperatura ng tubig ay maaaring umikot nang pataas at pababa nang mahabang panahon bago bumalik sa itinakdang punto.

Ang lumilipas na tugon ng sistema ng kontrol ay pinabuting kapag ang sistema ay pupunan ng pangalawang cascade control loop, tulad ng ipinapakita sa figure sa itaas. Ang idinagdag na loop ay isang cascade control slave loop.

Ngayon, kapag nagbago ang daloy ng singaw, ang mga pagbabagong ito ay mararamdaman ng elemento ng flow sensing (B) at susukatin ng transmitter (C), na nagpapadala ng signal sa slave controller (D). Kasabay nito, nararamdaman ng temperature sensor (E) sa master control loop ang anumang pagbabago sa temperatura ng tubig na umaalis sa heat exchanger. Ang mga pagbabagong ito ay sinusukat sa pamamagitan ng pagsukat ng transduser (F), na nagpapadala ng signal sa master controller (G). Ang controller na ito ay gumaganap ng mga function ng pagsukat, paghahambing, pagkalkula at gumagawa ng output signal na ipinadala sa slave controller (D). Itinatama ng signal na ito ang setpoint ng slave controller. Pagkatapos, ikinukumpara ng slave controller ang signal na natatanggap nito mula sa flow sensor (C) sa bagong setpoint, kinakalkula ang pagkakaiba, at bumubuo ng correction signal na ipinapadala sa control valve (A) upang ayusin ang daloy ng singaw.

Sa isang control system na may pagdaragdag ng isang slave control loop sa pangunahing loop, ang anumang pagbabago sa daloy ng singaw ay agad na nadarama ng karagdagang loop. Ang mga kinakailangang pagsasaayos ay ginawa halos kaagad, bago ang kaguluhan mula sa daloy ng singaw ay nakakaapekto sa temperatura ng tubig. Kung may mga pagbabago sa temperatura ng tubig na umaalis sa heat exchanger, nakikita ng sensing element ang mga pagbabagong ito at inaayos ng master control loop ang controller setpoint sa slave control loop. Sa madaling salita, nagtatakda ito ng set point o "shift" ang regulator sa slave control loop upang maisaayos ang daloy ng singaw upang makamit ang nais na temperatura ng tubig. Gayunpaman, ang tugon na ito ng controller ng slave loop sa mga pagbabago sa daloy ng singaw ay binabawasan ang oras na kinakailangan upang mabayaran ang mga abala mula sa daloy ng singaw.