स्वचालन प्रणाली में नियंत्रण के तरीके

वी स्वचालन प्रणाली नियंत्रण के तीन तरीके लागू होते हैं:

1) नियंत्रित मूल्य के विचलन द्वारा,

2) विक्षोभ द्वारा (भार द्वारा),

3) संयुक्त।

नियंत्रित चर के विचलन द्वारा नियमन की विधि डीसी मोटर गति नियंत्रण प्रणाली (चित्र 1) के उदाहरण का उपयोग करने पर विचार करें।

ऑपरेशन के दौरान, मोटर डी, विनियमन की वस्तु के रूप में, विभिन्न गड़बड़ी का अनुभव करता है (मोटर शाफ्ट पर भार में परिवर्तन, आपूर्ति नेटवर्क का वोल्टेज, जनरेटर डी के आर्मेचर को चलाने वाली मोटर की गति, परिवेश में परिवर्तन तापमान, जो बदले में वाइंडिंग्स के प्रतिरोध में परिवर्तन की ओर ले जाता है, और इसलिए धाराएँ, आदि)।

इन सभी गड़बड़ी से इंजन की गति डी विचलित हो जाएगी, जिससे ई में बदलाव आएगा। वगैरह। वी। टैचोगेनेरेटर टीजी। रिओस्टेट पी टैकोजेनरेटर TG1 के सर्किट में शामिल है... रिओस्टेट P1 द्वारा लिए गए वोल्टेज U0 को TG टैकोजेनरेटर के वोल्टेज के विरुद्ध शामिल किया गया है। इसका परिणाम एक वोल्टेज अंतर e = U0 - Utg होता है जो एम्पलीफायर Y के माध्यम से मोटर DP को खिलाया जाता है जो रिओस्टेट P के स्लाइडर को घुमाता है।वोल्टेज U0 नियंत्रित चर के सेट मान से मेल खाता है - रोटेशन आवृत्ति ωО, और टैचोगेनेरेटर वोल्टेज Utg - रोटेशन गति का वर्तमान मूल्य।

चावल। 1. बंद-लूप डीसी मोटर गति नियंत्रण के लिए योजनाबद्ध आरेख: आर - रिओस्टेट, ओवीजी - जनरेटर उत्तेजना कॉइल, जी - जनरेटर, ओवीडी - मोटर उत्तेजना कॉइल, डी - मोटर, टीजी - टैकोजेनरेटर, डीपी - रिओस्टेट स्लाइड ड्राइव मोटर, यू - एम्पलीफायर।

यदि, गड़बड़ी के प्रभाव में, इन मूल्यों (विचलन) के बीच का अंतर एक पूर्व निर्धारित सीमा से अधिक हो जाता है, तो नियामक को जनरेटर के उत्तेजना वर्तमान में परिवर्तन के रूप में एक संदर्भ कार्रवाई प्राप्त होगी, जो इस विचलन का कारण बनेगी कम करने के लिए। अंजीर में आरेख द्वारा एक सामान्य विक्षेपण प्रणाली का प्रतिनिधित्व किया जाता है। 2, ए।

चावल। 2... विनियमन विधियों की योजनाएं: ए - विचलन द्वारा, बी - गड़बड़ी से, सी - संयुक्त, पी - नियामक, आरओ - नियामक निकाय, या - विनियमन की वस्तु, ईएस - तुलना का तत्व, एक्स (टी) है सेटिंग, Z1 (t) और Z2 (t) - आंतरिक नियामक प्रभाव, (T) - समायोज्य मूल्य, F(T) एक परेशान करने वाला प्रभाव है।

नियंत्रित चर का विचलन नियामक को सक्रिय करता है, यह क्रिया हमेशा इस तरह निर्देशित होती है कि विचलन कम हो। मूल्यों में अंतर प्राप्त करने के लिए ε(t) = x(t) — y (f), एक तुलना तत्व ES को सिस्टम में पेश किया जाता है।

विचलन के नियंत्रण में नियामक की कार्रवाई नियंत्रित चर में परिवर्तन के कारण की परवाह किए बिना होती है। यह निस्संदेह इस पद्धति का महान लाभ है।

गड़बड़ी नियंत्रण, या अशांति मुआवजे की एक विधि इस तथ्य पर आधारित है कि सिस्टम उन उपकरणों का उपयोग करता है जो अशांति प्रभाव में परिवर्तन के प्रभाव की भरपाई करते हैं।

चावल। 3... डीसी जनरेटर वोल्टेज विनियमन के योजनाबद्ध आरेख: जी - जनरेटर, ओवी 1 और ओवी 2 - जनरेटर के उत्तेजना कॉइल, आरएन - लोड प्रतिरोध, एफ 1 और एफ .2 - उत्तेजना कॉइल के मैग्नेटोमोटिव बल, आरएच - प्रतिरोध।

एक उदाहरण के रूप में, प्रत्यक्ष धारा जनरेटर (चित्र 3) के संचालन पर विचार करें। जनरेटर में दो उत्तेजना वाइंडिंग हैं: OB1 आर्मेचर सर्किट के साथ समानांतर में जुड़ा हुआ है और OB2 एक प्रतिरोध R से जुड़ा है। फील्ड वाइंडिंग इस तरह से जुड़े हुए हैं कि उनका पीपीएम। F1 और F.2 जोड़ें। जेनरेटर टर्मिनल वोल्टेज कुल पीपीएम पर निर्भर करेगा। एफ = एफ1 + एफ2।

जैसे ही लोड करंट एज़ बढ़ता है (लोड रेजिस्टेंस Rn घटता है) जनरेटर वोल्टेज UG को जनरेटर आर्मेचर में वोल्टेज ड्रॉप में वृद्धि के कारण कम होना चाहिए था, लेकिन ऐसा नहीं होगा क्योंकि ppm। F2 एक्साइटेशन कॉइल OB2 बढ़ता है क्योंकि यह लोड करंट Az के समानुपाती होता है।

इससे कुल पीपीएम में वृद्धि होगी और तदनुसार जनरेटर वोल्टेज के बराबर हो जाएगा। यह वोल्टेज ड्रॉप के लिए क्षतिपूर्ति करता है जब लोड करंट बदलता है - जनरेटर की मुख्य गड़बड़ी। प्रतिरोध आरएनएस इस मामले में यह एक उपकरण है जो आपको हस्तक्षेप - लोड को मापने की अनुमति देता है।

सामान्य स्थिति में, गड़बड़ी क्षतिपूर्ति विधि द्वारा संचालित प्रणाली का आरेख चित्र में दिखाया गया है। 2, बी।

चिंताजनक प्रभाव कई कारणों से हो सकते हैं, इसलिए उनमें से एक से अधिक भी हो सकते हैं।यह स्वचालित नियंत्रण प्रणाली के संचालन के विश्लेषण को जटिल बनाता है। यह आमतौर पर मूल कारणों से होने वाली गड़बड़ी को देखने तक सीमित होता है, जैसे लोड परिवर्तन। इस मामले में, विनियमन को लोड विनियमन कहा जाता है।

नियमन की एक संयुक्त विधि (चित्र 2, सी देखें) दो पिछली विधियों को जोड़ती है: विचलन और आक्रोश द्वारा। इसका उपयोग जटिल स्वचालन प्रणालियों के निर्माण में किया जाता है जहां उच्च गुणवत्ता वाले विनियमन की आवश्यकता होती है।

जैसा कि अंजीर से है। 2, प्रत्येक समायोजन विधि में, प्रत्येक स्वचालित समायोजन प्रणाली में समायोज्य (समायोजन वस्तु) और समायोजन (नियामक) भाग होते हैं। सभी मामलों में, नियामक के पास एक संवेदनशील तत्व होना चाहिए जो निर्धारित मूल्य से नियंत्रित चर के विचलन को मापता है, साथ ही एक नियामक निकाय जो इसके विचलन के बाद नियंत्रित चर के निर्धारित मूल्य की बहाली सुनिश्चित करता है।

यदि सिस्टम में रेगुलेटर सीधे सेंसिंग एलिमेंट से प्रभाव प्राप्त करता है और उसके द्वारा क्रियान्वित होता है, तो ऐसी कंट्रोल सिस्टम को डायरेक्ट कंट्रोल सिस्टम कहा जाता है और रेगुलेटर को डायरेक्ट एक्टिंग रेगुलेटर कहा जाता है।

प्रत्यक्ष-अभिनय नियामकों में, संवेदन तत्व को नियामक निकाय की स्थिति को बदलने के लिए पर्याप्त शक्ति विकसित करनी चाहिए। यह परिस्थिति प्रत्यक्ष विनियमन के आवेदन के क्षेत्र को सीमित करती है, क्योंकि वे संवेदनशील तत्व को छोटा बनाते हैं, जो बदले में नियामक निकाय को स्थानांतरित करने के लिए पर्याप्त प्रयास प्राप्त करने में कठिनाइयाँ पैदा करता है।

पावर एम्पलीफायरों का उपयोग मापने वाले तत्व की संवेदनशीलता को बढ़ाने और नियामक निकाय को स्थानांतरित करने के लिए पर्याप्त शक्ति प्राप्त करने के लिए किया जाता है। पावर एम्पलीफायर के साथ काम करने वाले नियामक को अप्रत्यक्ष नियामक कहा जाता है, और पूरे सिस्टम को अप्रत्यक्ष विनियमन प्रणाली कहा जाता है।

अप्रत्यक्ष नियंत्रण प्रणालियों में, बाहरी ऊर्जा स्रोत से या नियंत्रित वस्तु की ऊर्जा के कारण नियामक निकाय को स्थानांतरित करने के लिए सहायक तंत्र का उपयोग किया जाता है। इस मामले में, संवेदनशील तत्व सहायक तंत्र के नियंत्रण तत्व पर ही कार्य करता है।

नियंत्रण क्रियाओं के प्रकार के अनुसार स्वचालन नियंत्रण विधियों का वर्गीकरण

नियंत्रण संकेत नियंत्रण प्रणाली द्वारा संदर्भ चर और सेंसर से संकेत के आधार पर उत्पन्न होता है जो नियंत्रित चर के वास्तविक मूल्य को मापता है। प्राप्त नियंत्रण संकेत नियामक को खिलाया जाता है, जो इसे ड्राइव की नियंत्रण क्रिया में परिवर्तित करता है।

एक्चुएटर वस्तु के नियामक निकाय को ऐसी स्थिति लेने के लिए मजबूर करता है कि नियंत्रित मूल्य निर्धारित मूल्य की ओर जाता है। सिस्टम ऑपरेशन के दौरान, नियंत्रित चर का वर्तमान मान लगातार मापा जाता है, इसलिए नियंत्रण संकेत भी लगातार उत्पन्न होगा।

हालांकि, नियामक के उपकरण के आधार पर, ड्राइव की विनियमन क्रिया निरंतर या रुक-रुक कर हो सकती है। अंजीर में। 4, निर्धारित मूल्य y0 से समय में नियंत्रित मूल्य y का विचलन वक्र Δu दिखाता है, जबकि उसी समय आंकड़े के निचले हिस्से में यह दिखाया गया है कि कैसे नियंत्रण क्रिया Z को लगातार बदलना चाहिए।यह नियंत्रण संकेत पर रैखिक रूप से निर्भर है और चरण में इसके साथ मेल खाता है।

चावल। 4. मुख्य प्रकार के नियामक प्रभावों के आरेख: ए - निरंतर, बी, सी - आवधिक, डी - रिले।

ऐसे प्रभाव उत्पन्न करने वाले नियामकों को निरंतर नियामक कहा जाता है, और विनियमन स्वयं एक निरंतर विनियमन है। नियंत्रित चर का मूल्य।

यदि स्वचालन प्रणाली के संचालन के दौरान, निरंतर नियंत्रण संकेत के साथ नियंत्रण क्रिया कुछ अंतराल पर बाधित होती है या अलग-अलग दालों के रूप में आपूर्ति की जाती है, तो इस सिद्धांत पर काम करने वाले नियंत्रकों को आवधिक नियामक (चरण या नाड़ी) कहा जाता है। सिद्धांत रूप में, आवधिक नियंत्रण क्रिया बनाने के दो संभावित तरीके हैं।

अंजीर में। 4, बी और सी नियंत्रित मूल्य से निरंतर विचलन Δ के साथ आंतरायिक नियंत्रण क्रिया के ग्राफ दिखाते हैं।

पहले मामले में, नियंत्रण क्रिया समान अवधि Δt के अलग-अलग दालों द्वारा प्रतिनिधित्व की जाती है, समान समय अंतराल में निम्नलिखित T1 = t2 = t इस मामले में दालों का परिमाण Z = e(t) के मान के समानुपाती होता है नियंत्रण कार्रवाई के गठन के क्षण में नियंत्रण संकेत।

दूसरे मामले में, सभी दालों का समान मान Z = e(t) होता है और नियमित अंतराल T1 = t2 = t पर अनुसरण करता है, लेकिन अलग-अलग अवधि ΔT होती है। इस मामले में, दालों की अवधि नियंत्रण क्रिया के गठन के समय नियंत्रण संकेत के मूल्य पर निर्भर करती है।विनियामक से विनियामक कार्रवाई संबंधित विखंडन के साथ विनियामक निकाय को हस्तांतरित की जाती है, जिसके कारण विनियामक निकाय भी विखंडन के साथ अपनी स्थिति बदलता है।

व्यवहार में, रिले नियंत्रण प्रणाली का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

ऑन-ऑफ कंट्रोल रेगुलेटर में वे रेगुलेटर शामिल होते हैं जिनकी केवल दो स्थिर स्थिति होती है: एक - जब नियंत्रित मूल्य का विचलन सेट पॉजिटिव लिमिट + Δy से अधिक हो जाता है, और दूसरा - जब डेविएशन साइन बदलता है और नेगेटिव लिमिट - Δy तक पहुंचता है।

दोनों स्थितियों में समायोजन क्रिया निरपेक्ष मान में समान है लेकिन संकेत में भिन्न है, और राज्यपाल के माध्यम से यह क्रिया राज्यपाल को इस तरह से तेजी से आगे बढ़ने का कारण बनती है कि विक्षेपण का निरपेक्ष मान हमेशा घटता है। यदि विचलन का मान Δу अनुमेय सकारात्मक मान + Δу (बिंदु 1) तक पहुंचता है, तो रिले ट्रिगर होगा और नियंत्रण क्रिया -Z वस्तु पर नियामक और नियामक निकाय के माध्यम से कार्य करेगा, जो साइन में विपरीत है लेकिन बराबर है नियंत्रण क्रिया + Z के सकारात्मक मूल्य के लिए परिमाण। नियंत्रित मूल्य का विचलन एक निश्चित अवधि के बाद घट जाएगा।

बिंदु 2 तक पहुंचने पर, विचलन Δy अनुमेय नकारात्मक मान -Δy के बराबर हो जाएगा, रिले काम करेगा और नियंत्रण क्रिया Z इसके संकेत को विपरीत में बदल देगी, आदि। रिले नियंत्रक, अन्य नियंत्रकों की तुलना में, डिजाइन में सरल हैं, अपेक्षाकृत सस्ता और व्यापक रूप से उन सुविधाओं में उपयोग किया जाता है जहां परेशान करने वाले प्रभावों के प्रति उच्च संवेदनशीलता की आवश्यकता नहीं होती है।