Статическая система автоматического управления (регулирования)

Схема такого устройства показана ниже:

Рассмотрим подробно работу автоматического регулятора стабилизации уровня воды h в бассейне. Данная система состоит из поплавка, который непосредственно влияет на задвижку, и такой принцип регулирования носит название прямого управления. Здесь поплавок жестко связан с задвижкой, которая контролирует подачу воды в бассейн. Принцип работы этой системы довольно прост – чем быстрее убывает вода из бассейна, тем ниже поплавок, что соответствует более сильному открытию задвижки и более быстрому наполнению бассейна. Стоит отметить некоторые характерные особенности статических систем:

· Статическая САР может достигать равновесия при различных значения регулируемой величины;

· Соответствующему положению регулирующего органа соответствует значение регулируемой величины;

· Контур регулирования состоит из звеньев, которые должны реализовывать зависимость x_вых = f(x_вх);

43. Понятие статизма системы. Статические и астатические системы. Пример астатической системы автоматического управления.

По виду статических характеристик все автоматические системы делятся на статические и астатические, или говорят о статическом и астатическом регулировании.

При статическом регулировании всегда существует ошибка регулирования, поэтому регулируемая величина всегда несколько отличается от заданного значения.

При астатическом регулировании система точно, без ошибки, воспроизводит задание.

Например, автоматические системы стабилизации предназначены для поддержания постоянного значения заданной выходной величины. Но, тем не менее, в статической системе стабилизации выходная величина все же будет изменяться при изменении нагрузки (рис. 3.1, кривая 1), а характеристика астатической системы будет абсолютно жесткой (рис. 3.1,кривая 2).

Отметим, что ошибки регулирования, о которых здесь говорится, не связаны с качеством проектирования или изготовления системы. Эти ошибки - продукт внутренних свойств системы, которые сознательно закладываются в ее структуру.

Для количественной оценки отмеченных свойств вводят понятие статизма, и при этом разделяют его на статизм системы и на статизм характеристики системы.

Под статизмом системы понимают отношение

(3.3)

где – заданное значения регулируемой величины; действительное значение регулируемой величины при номинальной нагрузке; задающее воздействие; часть регулируемой величины, подаваемой на схему сравнения.

Под статизмом характеристики системы понимают отношение

(3.4)

где – значения регулируемой величины соответственно при холостом ходе и при нагрузке системы (рис.3.1). В соответствии с введенными определениями для статических систем , а для астатических систем эти параметры равны нулю.

Как правило, для автоматической системы и ее элементов может быть определено несколько статических характеристик. Это объясняется тем, что любую переменную величину системы (элемента) можно выразить через другие переменные величины, и каждое такое выражение будет являться статической характеристикой. Поэтому определение статизма всегда ведется по отношению к конкретным статическим характеристикам и часто оказывается так, что по отношению к одним переменным система является статической, а по отношению к другим - астатической.