Podstawy automatyki

Wykład 1 26.02.2005

Celem sterowania (regulacji) jest takie oddziaływanie na obiekt, aby uzyskać jego pożądane zachowanie.

Wyróżniamy trzy podstawowe rodzaje regulacji:

• Regulacja stałowartościowa

• Regulacja programowa

• Regulacja nadążna (śledząca)

Obiekt regulacji to urządzenie w którym realizowany jest proces na który chcemy oddziaływać.

Na obiekt regulacji działają sygnały wejściowe (np. U1, U2)

Sygnały sterujące- czyli te na które projektant układu może wpływać i za ich pośrednictwem może oddziaływać na obiekt (U1, U2).

Sygnały zakłócające (zakłócenia) - są to te sygnały, które nie zależą od projektanta układu i przeważnie utrudniają proces regulacji.

Sygnałem nazywamy dowolną wielkość fizyczną przenoszącą informację.

Regulacja stałowartościowa- ma za zadanie zapewnienie niezmiennej wartości sygnału wyjściowego pomimo oddziaływujących na układ zakłóceń.

Regulacja programowa- w przypadku tej regulacji sygnał wyjściowy obiektu powinien zmieniać się według pewnej z góry zadanej funkcji czasu.

Regulacja nadążna (śledząca)- w tym przypadku sygnał wyjściowy obiektu musi zmieniać się w sposób który nie jest z góry znany.

Regulację można realizować w układzie otwartym lub zamkniętym.

W układzie regulacji oprócz obiektu sterowania występuje także regulator, czyli urządzenie, które wypracowuje sygnały sterujące.

Rys. schemat otwartego układu regulacji.

Na wejście regulatora podawany jest tzw. sygnał zadany.

Yzd- określa wartość sygnału wyjściowego, który chcemy uzyskać w układzie.

Zaletą regulacji w układzie otwartym jest prostota realizacji i niewielki koszt.

Natomiast wadą takiej regulacji jest to, że nie umożliwia przeciwdziałania zakłóceniom.

W układzie otwartym, regulator nie otrzymuje informacji o zakłóceniach i w związku z tym nie może na nie reagować.

W związku z brakiem przeciwdziałania zakłóceniom w otwartych układach regulacji tworzy się zamknięte układy regulacji, czyli takie w których występuje sprzężenie zwrotne.

Sprzężenia zwrotne w naturalny sposób występują min. w przyrodzie, ekonomii i innych dyscyplinach.

Sprzężenia zwrotne wprowadza się także celowo w wielu urządzeniach technicznych.

Mówimy, że w układzie występuje sprzężenie zwrotne, jeżeli nie tylko sygnał wejściowy oddziaływuje na wyjście, ale gdy również sygnał wyjściowy jest podawany na wejście obiektu.

Rozróżniamy dwa rodzaje sprzężeń zwrotnych:

• sprzężenie dodatnie

• sprzężenie ujemne

Sprzężenie dodatnie- potęguje zmianę wywołaną sygnałem wejściowym.

Sprzężenie ujemne- przeciwdziała zmianie i zmniejsza jej wpływ na obiekt.

Na schematach blokowych oprócz bloków reprezentujących elementy przetwarzające informacje stosujemy także węzły.

Zamknięty układ regulacji:

Zamkniętym układem regulacji nazywamy taki układ w którym występuje sprzężenie zwrotne.

(uchyb regulacji)

Żródło

Opóżnienie

Wąskie gardło

Odbiornik

---