ऑटोमेशन सिस्टममध्ये नियंत्रण पद्धती

व्ही ऑटोमेशन प्रणाली नियंत्रणाच्या तीन पद्धती लागू केल्या जातात:

1) नियंत्रित मूल्याच्या विचलनाद्वारे,

2) व्यत्ययाने (भाराने),

3) एकत्रित.

नियंत्रित व्हेरिएबलच्या विचलनाद्वारे नियमन करण्याची पद्धत डीसी मोटर स्पीड कंट्रोल सिस्टमचे उदाहरण वापरून विचार करूया (चित्र 1).

ऑपरेशन दरम्यान, मोटर डी, नियमन ऑब्जेक्ट म्हणून, विविध गडबड अनुभवतो (मोटर शाफ्टवरील लोडमधील बदल, पुरवठा नेटवर्कचा व्होल्टेज, जनरेटर डीच्या आर्मेचरला चालवणाऱ्या मोटरचा वेग, वातावरणातील बदल तापमान, ज्यामुळे विंडिंग्सच्या प्रतिकारशक्तीमध्ये बदल होतो आणि त्यामुळे प्रवाह इ.).

या सर्व गोंधळामुळे इंजिनचा वेग डी विचलित होईल, ज्यामुळे ई मध्ये बदल होईल. इ. v. टॅकोजनरेटर TG. रिओस्टॅट पी टॅकोजनरेटर TG1 च्या सर्किटमध्ये समाविष्ट आहे... रियोस्टॅट P1 ने घेतलेले व्होल्टेज U0 हे TG टॅकोजनरेटरच्या व्होल्टेजच्या विरूद्ध समाविष्ट केले आहे. याचा परिणाम e = U0 — Utg मध्ये व्होल्टेज फरक पडतो जो एम्पलीफायर Y द्वारे मोटर डीपीला दिला जातो जो रिओस्टॅट P च्या स्लाइडरला हलवतो.व्होल्टेज U0 नियंत्रित व्हेरिएबलच्या सेट मूल्याशी संबंधित आहे — रोटेशन वारंवारता ωО, आणि टॅकोजनरेटर व्होल्टेज Utg — रोटेशन गतीचे वर्तमान मूल्य.

तांदूळ. 1. क्लोज्ड-लूप डीसी मोटर स्पीड कंट्रोलसाठी योजनाबद्ध आकृती: R — रियोस्टॅट, OVG — जनरेटर एक्सिटेशन कॉइल, G — जनरेटर, OVD — मोटर एक्सिटेशन कॉइल, D — मोटर, TG — टॅकोजनरेटर, DP — रिओस्टॅट स्लाइड ड्राइव्ह मोटर, U — अॅम्प्लिफायर

जर, व्यत्ययांच्या प्रभावाखाली, या मूल्यांमधील फरक (विचलन) पूर्वनिर्धारित मर्यादेपेक्षा जास्त असेल, तर नियामकास जनरेटरच्या उत्तेजित प्रवाहातील बदलाच्या रूपात संदर्भ क्रिया प्राप्त होईल, ज्यामुळे हे विचलन होईल. कमी करणे. अंजीरमधील आकृतीद्वारे सामान्य विक्षेपण प्रणाली दर्शविली जाते. 2, अ.

तांदूळ. 2... नियमन पद्धतींच्या योजना: a — विचलनाद्वारे, b — व्यत्ययाद्वारे, c — एकत्रित, P — नियामक, RO — नियामक संस्था, OR — नियमनाचे ऑब्जेक्ट, ES — तुलनेचे घटक, x(T) हे आहे सेटिंग, Z1 (t) आणि Z2 (t) — अंतर्गत नियामक प्रभाव, (T) — समायोज्य मूल्य, F(T) एक त्रासदायक प्रभाव आहे.

नियंत्रित व्हेरिएबलचे विचलन नियामक सक्रिय करते, ही क्रिया नेहमी विचलन कमी करण्यासाठी अशा प्रकारे निर्देशित केली जाते. ε(t) = x(t) — y (f) मूल्यांमधील फरक प्राप्त करण्यासाठी, एक तुलनात्मक घटक ES प्रणालीमध्ये सादर केला जातो.

विचलनाच्या नियंत्रणात नियामकाची क्रिया नियंत्रित व्हेरिएबलमधील बदलाच्या कारणाकडे दुर्लक्ष करून होते. हा निःसंशयपणे या पद्धतीचा मोठा फायदा आहे.

डिस्टर्बन्स कंट्रोल किंवा डिस्टर्बन्स कॉम्पेन्सेशनची पद्धत, या वस्तुस्थितीवर आधारित आहे की सिस्टम अशा उपकरणांचा वापर करते जे डिस्टर्बन्स इफेक्टमधील बदलांच्या प्रभावाची भरपाई करतात.

तांदूळ. 3... DC जनरेटर व्होल्टेज रेग्युलेशनचे योजनाबद्ध आकृती: G — जनरेटर, ОВ1 आणि ОВ2 — जनरेटरचे उत्तेजक कॉइल्स, Rн — लोड रेझिस्टन्स, F1 आणि F.2 — उत्तेजित कॉइल्सचे मॅग्नेटोमोटिव्ह फोर्स, Rsh — रेझिस्टन्स.

उदाहरण म्हणून, डायरेक्ट करंट जनरेटरच्या ऑपरेशनचा विचार करा (Fig. 3). जनरेटरला दोन उत्तेजक विंडिंग आहेत: OB1 हे आर्मेचर सर्किटच्या समांतर जोडलेले आहे आणि OB2 हे रेझिस्टन्स Ri शी जोडलेले आहे... फील्ड विंडिंग्स अशा प्रकारे जोडलेले आहेत की त्यांचे पीपीएम. F1 आणि F.2 जोडा. जनरेटर टर्मिनल व्होल्टेज एकूण पीपीएमवर अवलंबून असेल. F = F1 + F2.

लोड करंट Az वाढत असताना (लोड रेझिस्टन्स Rn कमी होतो) जनरेटर आर्मेचरवर व्होल्टेज ड्रॉप वाढल्यामुळे जनरेटर व्होल्टेज UG कमी झाला असावा, परंतु हे होणार नाही कारण ppm. F2 उत्तेजना कॉइल OB2 वाढते कारण ते लोड वर्तमान Az च्या प्रमाणात आहे.

यामुळे एकूण पीपीएममध्ये वाढ होईल आणि त्यानुसार, जनरेटर व्होल्टेजचे समानीकरण होईल. जेव्हा लोड करंट बदलतो तेव्हा हे व्होल्टेज ड्रॉपची भरपाई करते - जनरेटरचा मुख्य अडथळा. रेझिस्टन्स आरएनएस या प्रकरणात हे एक साधन आहे जे तुम्हाला हस्तक्षेप - लोड मोजण्याची परवानगी देते.

सामान्य प्रकरणात, व्यत्यय भरपाई पद्धतीद्वारे कार्य करणार्‍या प्रणालीचा आकृती अंजीर मध्ये दर्शविला आहे. 2, बी.

चिंताग्रस्त प्रभाव विविध कारणांमुळे होऊ शकतो, म्हणून त्यापैकी एकापेक्षा जास्त असू शकतात.हे स्वयंचलित नियंत्रण प्रणालीच्या ऑपरेशनचे विश्लेषण जटिल करते. हे सहसा मूळ कारणामुळे होणारे त्रास पाहण्यापुरते मर्यादित असते, जसे की लोड बदल. या प्रकरणात, नियमन लोड नियमन म्हणतात.

नियमनची एकत्रित पद्धत (चित्र 2, c पहा) दोन मागील पद्धती एकत्र करते: विचलन आणि आक्रोश करून. हे जटिल ऑटोमेशन सिस्टमच्या बांधकामात वापरले जाते जेथे उच्च-गुणवत्तेचे नियमन आवश्यक आहे.

अंजीर पासून खालीलप्रमाणे. 2, प्रत्येक समायोजन पद्धतीमध्ये, प्रत्येक स्वयंचलित समायोजन प्रणालीमध्ये समायोज्य (अॅडजस्टमेंट ऑब्जेक्ट) आणि समायोजित (रेग्युलेटर) भाग असतात. सर्व प्रकरणांमध्ये, रेग्युलेटरमध्ये एक संवेदनशील घटक असणे आवश्यक आहे जे नियंत्रित व्हेरिएबलचे निर्धारित मूल्यापासून विचलनाचे मोजमाप करते तसेच एक नियामक संस्था असणे आवश्यक आहे जे नियंत्रित व्हेरिएबलच्या विचलनानंतर सेट मूल्याची पुनर्संचयित करणे सुनिश्चित करते.

जर सिस्टीममध्ये रेग्युलेटरला थेट संवेदन घटकाकडून प्रभाव प्राप्त होतो आणि त्याद्वारे कार्य केले जाते, तर अशा नियंत्रण प्रणालीला डायरेक्ट कंट्रोल सिस्टम म्हणतात आणि नियामकाला डायरेक्ट एक्टिंग रेग्युलेटर म्हणतात.

थेट-अभिनय नियामकांमध्ये, संवेदन घटकाने नियामक शरीराची स्थिती बदलण्यासाठी पुरेशी शक्ती विकसित केली पाहिजे. ही परिस्थिती थेट नियमन लागू करण्याचे क्षेत्र मर्यादित करते, कारण ते संवेदनशील घटक लहान बनवतात, ज्यामुळे नियामक संस्था हलविण्यासाठी पुरेसे प्रयत्न मिळविण्यात अडचणी निर्माण होतात.

पॉवर अॅम्प्लिफायर्सचा वापर मोजमाप करणाऱ्या घटकाची संवेदनशीलता वाढवण्यासाठी आणि नियमन करणाऱ्या शरीराला हलवण्यासाठी पुरेशी शक्ती मिळवण्यासाठी केला जातो. पॉवर अॅम्प्लिफायरसह कार्यरत असलेल्या नियामकाला अप्रत्यक्ष नियामक म्हणतात आणि संपूर्ण प्रणालीला अप्रत्यक्ष नियमन प्रणाली म्हणतात.

अप्रत्यक्ष नियंत्रण प्रणालींमध्ये, बाह्य उर्जा स्त्रोतापासून किंवा नियंत्रित ऑब्जेक्टच्या उर्जेमुळे कार्य करणार्‍या नियामक संस्थेला हलविण्यासाठी सहायक यंत्रणा वापरली जाते. या प्रकरणात, संवेदनशील घटक केवळ सहाय्यक यंत्रणेच्या नियंत्रण घटकावर कार्य करतो.

नियंत्रण क्रियांच्या प्रकारानुसार ऑटोमेशन नियंत्रण पद्धतींचे वर्गीकरण

रेफरन्स व्हेरिएबल आणि नियंत्रित व्हेरिएबलचे वास्तविक मूल्य मोजणार्‍या सेन्सरकडून मिळालेल्या सिग्नलवर आधारित कंट्रोल सिस्टीमद्वारे कंट्रोल सिग्नल तयार केला जातो. प्राप्त नियंत्रण सिग्नल रेग्युलेटरला दिले जाते, जे त्यास ड्राइव्हच्या नियंत्रण क्रियेत रूपांतरित करते.

अॅक्ट्युएटर ऑब्जेक्टच्या नियामक मंडळाला अशी स्थिती घेण्यास भाग पाडतो की नियंत्रित मूल्य सेट मूल्याकडे झुकते. सिस्टम ऑपरेशन दरम्यान, नियंत्रित व्हेरिएबलचे वर्तमान मूल्य सतत मोजले जाते, म्हणून नियंत्रण सिग्नल देखील सतत व्युत्पन्न केले जाईल.

तथापि, नियामकाच्या डिव्हाइसवर अवलंबून, ड्राइव्हची नियमन क्रिया सतत किंवा मधूनमधून असू शकते. अंजीर मध्ये. 4, a सेट मूल्य y0 पासून नियंत्रित मूल्य y चे विचलन वक्र Δu दर्शविते, त्याच वेळी आकृतीच्या खालच्या भागात हे दाखवले आहे की नियंत्रण क्रिया Z सतत कशी बदलली पाहिजे.हे रेखीयरित्या नियंत्रण सिग्नलवर अवलंबून असते आणि टप्प्यात त्याच्याशी जुळते.

तांदूळ. 4. मुख्य प्रकारच्या नियामक प्रभावांचे आरेखन: a — सतत, b, c — नियतकालिक, d — रिले.

असा प्रभाव निर्माण करणार्‍या नियामकांना सतत नियामक म्हणतात, आणि नियमन स्वतःच एक सतत नियमन आहे... या तत्त्वावर तयार केलेले नियामक केवळ तेव्हाच कार्य करतात जेव्हा नियंत्रण क्रिया असते, म्हणजेच वास्तविक आणि विहित दरम्यान विचलन होईपर्यंत नियंत्रित व्हेरिएबलचे मूल्य.

जर ऑटोमेशन सिस्टमच्या ऑपरेशन दरम्यान, सतत नियंत्रण सिग्नलसह नियंत्रण क्रिया विशिष्ट अंतराने व्यत्यय आणली गेली किंवा स्वतंत्र डाळींच्या स्वरूपात पुरवली गेली, तर या तत्त्वावर कार्यरत नियंत्रकांना नियतकालिक नियामक (स्टेप किंवा पल्स) म्हणतात. तत्वतः, नियतकालिक नियंत्रण क्रिया तयार करण्याचे दोन संभाव्य मार्ग आहेत.

अंजीर मध्ये. 4, b आणि c अधूनमधून नियंत्रण क्रियेचे आलेख दाखवतात Δ नियंत्रित मूल्यापासून सतत विचलनासह.

पहिल्या प्रकरणात, नियंत्रण क्रिया समान कालावधीच्या Δt च्या वेगळ्या डाळींद्वारे दर्शविली जाते, समान वेळेच्या अंतराने T1 = t2 = t या प्रकरणात डाळींचे परिमाण Z = e(t) च्या मूल्याच्या प्रमाणात असते. नियंत्रण क्रियेच्या निर्मितीच्या क्षणी नियंत्रण सिग्नल.

दुस-या बाबतीत, सर्व डाळींचे मूल्य Z = e(t) समान असते आणि ते नियमित अंतराने T1 = t2 = t असते, परंतु ΔT भिन्न कालावधी असतात. या प्रकरणात, डाळींचा कालावधी नियंत्रण क्रियेच्या निर्मितीच्या वेळी नियंत्रण सिग्नलच्या मूल्यावर अवलंबून असतो.नियामकाकडून नियामक कृती संबंधित खंडिततेसह नियामक मंडळाकडे हस्तांतरित केली जाते, ज्यामुळे नियामक संस्था देखील खंडिततेसह आपली स्थिती बदलते.

सराव मध्ये, ते रिले नियंत्रण प्रणाली देखील मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात... दोन-स्थिती नियंत्रणासह नियामकाच्या ऑपरेशनचे उदाहरण वापरून, रिले नियंत्रणाच्या ऑपरेशनच्या तत्त्वाचा विचार करूया (चित्र 4, डी).

ऑन-ऑफ कंट्रोल रेग्युलेटरमध्ये अशा नियामकांचा समावेश होतो ज्यांच्याकडे फक्त दोन स्थिर पोझिशन्स असतात: एक — जेव्हा नियंत्रित मूल्याचे विचलन निर्धारित सकारात्मक मर्यादा + Δy पेक्षा जास्त होते आणि दुसरे — जेव्हा विचलन चिन्ह बदलते आणि नकारात्मक मर्यादा -Δy पर्यंत पोहोचते.

दोन्ही पोझिशन्समधील समायोजन क्रिया निरपेक्ष मूल्यामध्ये सारखीच असते परंतु चिन्हात भिन्न असते आणि गव्हर्नरद्वारे या क्रियेमुळे गव्हर्नर अशा प्रकारे तीव्रपणे हलतो की विक्षेपणाचे परिपूर्ण मूल्य नेहमीच कमी होते. विचलनाचे मूल्य Δу परवानगीयोग्य सकारात्मक मूल्य + Δу (बिंदू 1) पर्यंत पोहोचल्यास, रिले ट्रिगर होईल आणि नियंत्रण क्रिया -Z रेग्युलेटर आणि रेग्युलेटिंग बॉडीद्वारे ऑब्जेक्टवर कार्य करेल, जे चिन्हात विरुद्ध आहे परंतु समान आहे नियंत्रण क्रियेच्या सकारात्मक मूल्यापर्यंत परिमाण + Z. नियंत्रित मूल्याचे विचलन ठराविक कालावधीनंतर कमी होईल.

बिंदू 2 वर पोहोचल्यावर, विचलन Δy हे अनुज्ञेय नकारात्मक मूल्य -Δy च्या बरोबरीचे होईल, रिले कार्य करेल आणि नियंत्रण क्रिया Z त्याचे चिन्ह विरुद्ध बदलेल, इ. इतर नियंत्रकांच्या तुलनेत रिले नियंत्रक, डिझाइनमध्ये सोपे आहेत, तुलनेने स्वस्त आणि अशा सुविधांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते जेथे त्रासदायक प्रभावांना उच्च संवेदनशीलता आवश्यक नसते.