39
cwanie w strukturze zamkniętej (w układzie zamkniętym) charakteryzuje jwnywaniem sygnału wyjściowego y z sygnałem zadanym x (rys. 2.7). Porównanie to jest realizowane przez ujemne sprzężenie zwrotne. Praca zamkniętego układu regulacji polega na reagowaniu na zmianę sygnału wyjściowego y (wywołaną np. zakłóceniem z) przez wyznaczanie sygnału uchybu e. Sygnał ten oddziałuje na regulator, którego zadaniem jest wykształcenie sygnału sterującego obiektem regulacji w taki sposób, aby uzyskać ponownie zerową wartość uchybu. Używane oznaczenia są pokazane na schematach (rys. 2.6 i 2.7) i w dalszych rozważaniach będziemy korzystać z nich bez dodatkowego ich opisu.
Węzeł su- Węzeł za-
macyjny czepowy
X ►6 |
e a w |
Urządzenie |
U |
Obiekt stero- | ||
r * |
sterujące |
......w |
wania |
-W' | ||
y |
Rys. 2.7. Schemat blokowy zamkniętego układu sterowania; y - wielkość regulowana, x — wartość zadana wielkości regulowanej, u - wielkość sterująca (regulująca), e - uchyb regulacji, z — zakłócenia
Wyjaśnienia wymagają węzły: zaczepowy i sumacyjny oznaczone na rys. 2.7. Węzeł zaczepowy pozwala na realizację funkcji pobrania sygnału w celu przekazania go do innego miejsca układu regulacji. Ważną cechą węzła zaczepowego jest to, że pobranie sygnału nie zmienia wartości sygnału w torze, w którym dany "zaczep" jest dokonany. Na przykład, na rys. 2.7 sygnał y może być przekazany do dalszego przetwarzania, a równocześnie jest pobierany w celu porównania z wartością zadaną. Ta ostatnia czynność jest realizowana w węźle sumacyjnym. Innymi słowy, węzeł sumacyjny realizuje operację sumy sygnałów wchodzących do węzła. Sygnał wypadkowy (wyjściowy z węzła) może być tylko jeden i jest oznaczony strzałką wychodzącą z węzła. Przyjmiemy zasadę, że sygnały wchodzące do węzła sumacyjnego są brane w operacji sumy ze znakiem dodatnim, jeśli wchodzą na pole niezaczemione. Gdy strzałka oznaczająca dany sygnał wchodzi na pole zaczernione węzła (lub zaznaczono przy niej znak "—"), wówczas sygnał ten jest brany w równaniu węzła ze znakiem ujemnym.
W rozważaniach położymy główny nacisk na podstawowe właściwości, analizę i projektowanie układu regulacji, którego zadanie możemy sformułować następująco: zapewnić zmiany wielkości regulowanej y w sposób określony wartością zadaną x tej wielkości niezależnie od zakłócenia z.