91106

Zadaniem układu regulacji jest osiągnięcie takiej wartości sygnału na wyjściu, jakiej zażądamy na wejściu. Aby tego dokonać należy mieć możliwość sprawdzenia (porównania) czy sygnał wyjściowy osiągnął zadaną wartość. W uproszczeniu, jeśli na wyjściu sygnał jest większy od zadanego musimy zmniejszyć sygnał wejściowy. W tym celu automatyka wykorzystuje ujemne sprzężenie zwrotne. Z tego    powodu    powstało    ważne    pojęcie    uchybu    regulacji.

Uchyb regulacji jest to różnica między zadaną wartością wielkości wejściowej r a faktycznie istniejącą wartością wielkości wyjściowej y (e = r - y ).

Dynamika obiektu (równania różniczkowe opisujące obiekt są równaniami ruchu) jest od nas niezależna i aby osiągnąć cel musimy stosować korekcję (kształtujemy charakterystyki układu regulacji poprzez dodawanie członów korekcyjnych aż do uzyskania zadowalającego efektu). Typowy uchyb regulacji e(t) na pobudzenie obiektu skokiem jednostkowym wygląda następująco (rys. 3.2):

Należy zwrócić uwagę, że na rys. 3.1 nie występuje uchyb taki jak w definicji, lecz jest to raczej sygnał różnicy ep = r_P8 - y_p. Analizujemy ten sygnał tak jakby był uchybem. Przypatrzmy się rys. 3.1 i przyjmijmy, że obiekt G₀(s) to nasz silnik z rozdziału 1. Sygnałem wyjściowym y jest tu prędkość obrotowa wyrażona w /'ad^/snatomiast sygnałem wejściowym rjest napięcie wyażone w V (pomijamy Gp2). Czujnik G_pi(s) pełni rolę przetwornika zamieniającego prędkość na napięcie (tachoprądnica).

y,m-k[~] A—]

Jeśli w najprostszym przypadku G_p1 = k to można zapisać    ^ra<* ^s . Jak widzimy

będzie nam zależało na tym żeby przetwornik (czujnik) miał stałe k dla całego zakresu prędkości (był idealnie liniowy). Łatwo się domyślić. że w rzeczywistości rzadko tak jest.

Co ważniejsze czujnik występuje zawsze (musimy zamienić np. ciśnienie, temperaturę lub inną wielkość fizyczną na proporcjonalny sygnał, którym może być napięcie lub nawet inna wielkość fizyczna) i od niego zależy czy prawidłowo odbierzemy sygnał wyjściowy (nigdy nie poznamy jego dokładnej, prawdziwej wartości choćby ze względu na zawsze występujące zakłócenia losowe (n(t), z(t)    na    rys.3.1)).

Dla uproszczenia przyjmijmy, że przetworniki pomiarowe mają identyczne charakterystyki, zatem możemy przekształcić zgodnie z regułami przekształceń schematów strukturalnych [1 rozdz.4.1 tablica 4.1 Lp. 18]

Gpi(s) - G_p2(s) - G_p(s) i układ regulacji upraszcza się do postaci