Regulación estática y astática

La regulación estática se llama tal regulación, en la que un valor constante se mantiene en un estado estable en diferentes valores de una carga constante: un valor controlado igual al valor establecido.

Astatismo: una propiedad de los sistemas de medición o de los sistemas de control automático para reducir a cero los errores en la regulación o el seguimiento en estado estable, que se produjeron bajo la influencia del control o influencias perturbadoras en este sistema.

La ley de reproducción: el algoritmo de operación (en lo sucesivo, lo llamaremos característica de control), sin tener en cuenta la insensibilidad del controlador, se expresa mediante la ecuación y a = yo = const.

En presencia de insensibilidad y casi siempre existe y = yО +Δyoх donde Δyo es el valor de la insensibilidad del controlador.

Considere el principio de funcionamiento de los reguladores estáticos y estáticos, utilizando el ejemplo de funcionamiento de un tanque de agua instalado en la torre para suministrar agua a los consumidores.

En la Fig. 1a muestra un diagrama del control de nivel estático cerca del agua en el tanque.El flotador 1 a través de la palanca está conectado al control deslizante del reóstato 2, con la ayuda del cual el motor de CC 3, cada vez que el control deslizante se mueve hacia arriba o hacia abajo desde la posición media, comienza a girar en una dirección u otra y mueve la válvula 4 (cuerpo regulador), hasta que no se restablezca el nivel dado de agua en el tanque, es decir, hasta que el voltaje aplicado al circuito de armadura del motor sea igual a cero y se produzca un estado de equilibrio (estado de equilibrio).

Este régimen corresponde a un cierto nivel predeterminado de agua en el tanque, que para todas las condiciones de equilibrio permanece estrictamente constante hasta la insensibilidad del controlador. La insensibilidad del regulador en este caso está determinada por la presencia de juego en las juntas y la tensión de arranque del motor, que es diferente de cero.

Arroz. 1. Esquema (a) y característica de control (b) de la regulación estática

Si denotamos el flujo de agua a través de q, entonces la representación gráfica de la característica de control en función del caudal q corresponderá a la dependencia que se muestra en la Fig. 1, segundo

Higo. 1, pero se puede observar que el cuerpo regulador (válvula 4) y el elemento sensible (flotador 1) no tienen conexión directa, sino que están conectados entre sí a través de un motor DC y un reóstato, por lo tanto este sistema es indirecto. sistema de control… Aquí siempre, cuando el elemento regulador se reorganiza en una posición tal que la variable controlada (nivel de agua en el tanque) regresa en cada carga (caudal de agua q) a un cierto valor. Los dispositivos que realizan una regulación astática se denominan reguladores astáticos.

Junto con la regulación estática, la estática es ampliamente utilizada en la práctica.

La regulación se denomina control estático si los valores de la variable controlada que se establecen después del final del proceso transitorio a diferentes valores constantes de carga también asumirán diferentes valores constantes dependiendo de la carga.

En la Fig. 2, a muestra un diagrama de la regulación estática del nivel del agua en el tanque de cabeza. El flotador 1 actúa directamente sobre el cuerpo regulador, la válvula 2, por lo tanto, el regulador en este caso será un regulador de acción directa.

A medida que aumenta el caudal q de agua, su nivel en el tanque comenzará a disminuir, el flotador bajará y moverá la válvula, aumentando la sección transversal de la tubería de suministro y, en consecuencia, la cantidad de agua que ingresa por la tubería por unidad. tiempo. En este caso, el nivel del agua comenzará a subir, elevando el flotador y al mismo tiempo la válvula.

El equilibrio se producirá cuando la entrada de agua sea igual a su consumo. Cuanto mayor sea la carga, es decir, cuanto mayor sea el caudal q, más se abrirá la válvula y por lo tanto más bajo estará el flotador en equilibrio. Por lo tanto, en este esquema, a medida que aumenta la carga, el valor del nivel del agua (valor controlado y) disminuirá.

Arroz. 2... Esquema (a) y característica de control (b) de la regulación estática

Los dispositivos que realizan la regulación estática se denominan reguladores estáticos... La característica de control del regulador estático se expresa mediante la ecuación y = yО +Δy.

Los controladores estáticos no mantienen un valor estrictamente constante de la variable controlada, sino con un error llamado error estático.

El error estático se entiende como la mayor desviación del valor controlado cuando la carga cambia de cero a nominal, es decir Δy = mentes — ymv

En la teoría de control, para caracterizar el grado de dependencia de la desviación del valor controlado de la carga, se suele utilizar el concepto de error estático relativo, o estatismo de regulación.

Si la característica de control es clara (Fig. 2, b), la estática será constante para todos los valores de carga. El valor estático (b) de cada regulador estático se puede determinar de la siguiente manera:

δ = (mentes — ymv) / umiércoles,

donde ums — el valor máximo de la variable controlada correspondiente a la carga q = 0, ymv — el valor mínimo de la variable controlada correspondiente a la carga qnom, yCp =(ums — ymv) /2 — el valor de la variable controlada tomada como base

Como valor base se puede tomar uno de los valores de la variable controlada umax, ymin, y, prom, etc.

Los controladores estáticos, a pesar del hecho de que son inherentes al error estático, se usan ampliamente porque tienen un diseño simple y brindan una operación estable en modos transitorios. Los reguladores astáticos son propensos a fluctuaciones y en la mayoría de los casos no tienen la estabilidad necesaria sin ayudas.