Астатическая система автоматического управления

Если добавить в эту же систему электродвигатель, который будет приводить в движение задвижку, регулирующую поток воды, такая система превратится в астатическую. Схема показана внизу:

Если воды в бассейне становится больше определенного уровня, поплавок поднимается и замыкает контакт, после чего в работу вступает электрический двигатель, который вращает заслонку в нужном направлении (в данном случае закрывает). Когда же вода вытекает, поплавок опускается, контакт размыкается и двигатель начинает вращаться в другую сторону, открывая задвижку. Главным отличием астатической системы от статической в том, что при окончании переходного процесса, в не зависимости от изменений внешнего воздействия, ошибка системы равна нулю. Это значит что при заданном объеме воды в бассейне, например 200 л, после окончания набора воды там будет 200 л, а не 190 л. Поплавок с заслонкой связывают так, чтобы при фиксированном положении поплавка заслонка могла находится в любом положении. Можно выделить такие характерные особенности астатических систем:

· При значении регулируемой величины равной заданной система достигает равновесия;

· При одном и том же значении регулируемой величины регулирующий орган должен иметь возможность занимать любое положение;

В реальных астатических системах при выполнении первого условия сталкиваются с определенной погрешностью. Это связано с тем, что датчик обратной связи (чувствительный элемент) не идеален и имеет свою погрешность при измерении. Также в контур регулирования нужно вводить астатическое звено, в приведенном примере таким звеном является электродвигатель. Астатическое звено находится в равновесии если на него не воздействуют внешние силы и выходят с этого состояние только при наличии какого – либо воздействия. Применительно к двигателю – это наличие – отсутствие питающего напряжения.

Статическая - это система, в которой при действии на объ­ект постоянного по величине возмущения выходная величина по окончании динамического процесса, т.е. в установившемся режиме, принимает значение, отличное от заданного. Величина этой ошибки зависит от величины возмущения. Статическим системам присущ органический недостаток, определяемый жесткой связью между по­ложениями чувствительного элемента (ЧЭ) и регулирующего органа (РО). Отсюда, каждому положению РО соответствует определенное положение ЧЭ, которое может быть неравным заданному.

22 Отклоне­ние управляемой величины Ху от задания в установившемся режи­ме называется статической ошибкой.

В САУ (рис. 1.16) роль чувствительного элемента выполняет поплавок П, а - регулирующего органа заслонка З. Изменение расхода Q_вых вызывает изменение уровня Н иперемещение заслонки З пока не наступит состояние нового равновесия Q_вых = Q_вх. Поплавок в зависимости от возмущения - отклонения Q_вых - занимает новое поло­жение, когда уровень Н равен заданному Hз. Поплавок выполняет не только роль чувствительного элемента, но и исполнительного меха­низма, оказывающего силовое воздействие на регулирующий орган. Наблюдается совмещение в одном физическом элементе нескольких функций по управлению. В силу этого для компенсации возмуще­ния необходимо смещение поп­лавка за счет изменения Н.

На рис. 1.17 показана стати­ческая характеристика системы со статической ошибкой:

№23