स्वचालित प्रणालियों के तत्व

किसी भी स्वचालित प्रणाली में अलग-अलग संरचनात्मक तत्व होते हैं, परस्पर जुड़े होते हैं और कुछ कार्य करते हैं, जिन्हें आमतौर पर कहा जाता है तत्व या स्वचालन के साधन... सिस्टम में तत्वों द्वारा किए गए कार्यात्मक कार्यों के दृष्टिकोण से, उन्हें धारणा में विभाजित किया जा सकता है , सेटिंग, तुलना, परिवर्तन, कार्यकारी और सुधारात्मक।

सेंसर तत्व या प्राथमिक ट्रांसड्यूसर (सेंसर) तकनीकी प्रक्रियाओं की नियंत्रित मात्रा को मापते हैं और उन्हें एक भौतिक रूप से दूसरे में परिवर्तित करते हैं (उदाहरण के लिए, थर्मोइलेक्ट्रिक थर्मामीटर तापमान अंतर को थर्मोईएमएफ में परिवर्तित करता है)।

स्वचालन के तत्व सेट करना (सेटिंग तत्व) नियंत्रित चर Xo के आवश्यक मान को सेट करने के लिए कार्य करते हैं। इसका वास्तविक मूल्य इस मूल्य से मेल खाना चाहिए। एक्चुएटर्स के उदाहरण: मैकेनिकल एक्ट्यूएटर्स, इलेक्ट्रिकल एक्ट्यूएटर्स जैसे वेरिएबल रेजिस्टेंस रेसिस्टर्स, वेरिएबल इंडक्टर्स और स्विच।

स्वचालन के लिए तुलनित्र वास्तविक मान X के साथ नियंत्रित मान X0 के पूर्व निर्धारित मान की तुलना करते हैं। तुलनित्र ΔX = Xo - X के आउटपुट पर प्राप्त त्रुटि संकेत या तो एम्पलीफायर के माध्यम से या सीधे ड्राइव पर प्रेषित होता है।

ट्रांसफॉर्मिंग तत्व आवश्यक सिग्नल रूपांतरण और चुंबकीय, इलेक्ट्रॉनिक, अर्धचालक और अन्य एम्पलीफायरों में प्रवर्धन करते हैं जब सिग्नल पावर आगे उपयोग के लिए अपर्याप्त होती है।

कार्यकारी तत्व नियंत्रण वस्तु पर नियंत्रण क्रियाएँ बनाते हैं। वे नियंत्रित वस्तु को आपूर्ति की गई या उससे हटाई गई ऊर्जा या पदार्थ की मात्रा को बदलते हैं ताकि नियंत्रित मूल्य किसी दिए गए मान से मेल खाता हो।

सुधारात्मक तत्व प्रबंधन प्रक्रिया की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए कार्य करते हैं।

स्वचालित प्रणालियों में मुख्य तत्वों के अलावा, सहायक कंपनियां भी हैं, जिनमें स्विचिंग डिवाइस और सुरक्षात्मक तत्व, प्रतिरोधक, कैपेसिटर और सिग्नलिंग उपकरण शामिल हैं।

सब कुछ स्वचालन तत्व उनके उद्देश्य की परवाह किए बिना, उनके पास विशेषताओं और मापदंडों का एक निश्चित समूह है जो उनके परिचालन और तकनीकी विशेषताओं को निर्धारित करता है।

मुख्य विशेषताओं में से एक तत्व की एक स्थिर विशेषता है... यह स्थिर मोड में इनपुट Хвх पर आउटपुट मान Хвх की निर्भरता का प्रतिनिधित्व करता है, अर्थात। एक्सआउट = एफ (एक्सिन)। इनपुट मात्रा के संकेत के प्रभाव के आधार पर, अपरिवर्तनीय (जब आउटपुट मात्रा का संकेत भिन्नता की सीमा में स्थिर रहता है) और प्रतिवर्ती स्थिर विशेषताओं (जब इनपुट मात्रा के संकेत में परिवर्तन से परिवर्तन होता है) आउटपुट मात्रा का संकेत) प्रतिष्ठित हैं।

एक गतिशील विशेषता का उपयोग गतिशील मोड में किसी तत्व के प्रदर्शन का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है, अर्थात। इनपुट मूल्य में तेजी से बदलाव के साथ। यह क्षणिक प्रतिक्रिया, स्थानांतरण समारोह, आवृत्ति प्रतिक्रिया द्वारा निर्धारित किया जाता है। क्षणिक प्रतिक्रिया समय τ: Xvx = f (τ) पर आउटपुट मूल्य Xout की निर्भरता है - इनपुट सिग्नल Xvx के एक छलांग-जैसे परिवर्तन के साथ।

एक संचरण कारक तत्व की स्थिर विशेषताओं से निर्धारित किया जा सकता है। संचरण कारक तीन प्रकार के होते हैं: स्थिर, गतिशील (अंतर), और सापेक्ष।

स्टेटिक गेन Kst आउटपुट मान Xout और इनपुट Xin का अनुपात है, यानी Kst = Xout / Xvx। स्थानांतरण कारक को कभी-कभी रूपांतरण कारक कहा जाता है। विशिष्ट संरचनात्मक तत्वों के संबंध में, स्थैतिक संचरण अनुपात को लाभ (एम्पलीफायरों में), कमी अनुपात (गियरबॉक्स में) भी कहा जाता है। परिवर्तन कारक (ट्रांसफार्मर में) वगैरह।

एक गैर-रेखीय विशेषता वाले तत्वों के लिए, एक गतिशील (अंतर) स्थानांतरण गुणांक Kd का उपयोग किया जाता है, अर्थात Kd = ΔХвх /ΔXvx।

सापेक्ष संचरण गुणांक कैट इनपुट मात्रा ΔXx / Xx.n के सापेक्ष परिवर्तन के लिए तत्व ΔXout / Xout.n के आउटपुट मूल्य में सापेक्ष परिवर्तन के अनुपात के बराबर है,

कैट = (ΔXout / Xout.n) /ΔXvx / Xvx.n,

जहाँ Xvih.n और Xvx.n - आउटपुट और इनपुट मात्रा के नाममात्र मूल्य। यह गुणांक एक आयाम रहित मूल्य है और उन तत्वों की तुलना करते समय सुविधाजनक है जो डिजाइन और संचालन के सिद्धांत में भिन्न हैं।

संवेदनशीलता दहलीज - इनपुट मात्रा का सबसे छोटा मूल्य जिस पर आउटपुट मात्रा में ध्यान देने योग्य परिवर्तन होता है।यह स्नेहक, अंतराल और जोड़ों में बैकलैश के बिना संरचनाओं में घर्षण तत्वों की उपस्थिति के कारण होता है।

स्वचालित बंद प्रणालियों की एक विशिष्ट विशेषता, जहां विचलन द्वारा नियंत्रण के सिद्धांत का उपयोग किया जाता है, प्रतिक्रिया की उपस्थिति है। आइए इलेक्ट्रिक हीटिंग फर्नेस के लिए तापमान नियंत्रण प्रणाली के उदाहरण का उपयोग करके फीडबैक के सिद्धांत को देखें। निर्दिष्ट सीमा के भीतर तापमान बनाए रखने के लिए, सुविधा में प्रवेश करने वाली नियंत्रण क्रिया, अर्थात। हीटिंग तत्वों को आपूर्ति की जाने वाली वोल्टेज तापमान मान को ध्यान में रखते हुए बनाई जाती है।

प्राथमिक तापमान ट्रांसड्यूसर का उपयोग करते हुए, सिस्टम का आउटपुट इसके इनपुट से जुड़ा होता है। ऐसा लिंक, यानी एक चैनल जिसके माध्यम से नियंत्रण क्रिया की तुलना में विपरीत दिशा में सूचना प्रसारित होती है, फीडबैक लिंक कहलाती है।

प्रतिक्रिया यह सकारात्मक और नकारात्मक, कठोर और लचीला, बुनियादी और अतिरिक्त हो सकता है।

जब प्रतिक्रिया और संदर्भ प्रभाव के संकेत मेल खाते हैं तो एक सकारात्मक प्रतिक्रिया संबंध का आह्वान किया जाता है। अन्यथा, प्रतिक्रिया को नकारात्मक कहा जाता है।

लचीले फीडबैक सर्किट: ए, बी, सी - विभेदन, डी और ई - एकीकरण
सबसे सरल स्वचालित नियंत्रण प्रणाली की योजना: 1 - नियंत्रण वस्तु, 2 - मुख्य प्रतिक्रिया लिंक, 3 - तुलना तत्व, 4 - एम्पलीफायर, 5 - एक्चुएटर, 6 - प्रतिक्रिया तत्व, 7 - सुधार तत्व।

यदि प्रेषित क्रिया केवल नियंत्रित पैरामीटर के मान पर निर्भर करती है, अर्थात यह समय पर निर्भर नहीं करती है, तो ऐसे कनेक्शन को कठोर माना जाता है। हार्ड फीडबैक स्थिर और क्षणिक दोनों स्थितियों में काम करता है।एक लचीला लूपबैक एक लिंक को संदर्भित करता है जो केवल क्षणिक मोड में संचालित होता है। लचीली प्रतिक्रिया को समय के साथ नियंत्रित चर में परिवर्तन के पहले या दूसरे व्युत्पन्न के इनपुट के साथ-साथ संचरण की विशेषता है। लचीली प्रतिक्रिया में, आउटपुट सिग्नल तभी मौजूद होता है जब नियंत्रित चर समय के साथ बदलता है।

मूल प्रतिक्रिया नियंत्रण प्रणाली के आउटपुट को उसके इनपुट से जोड़ती है, अर्थात यह नियंत्रित मूल्य को मुख्य से जोड़ती है। बाकी समीक्षाओं को पूरक या स्थानीय माना जाता है। अतिरिक्त फीडबैक सिस्टम में प्रत्येक लिंक के आउटपुट से प्रत्येक पिछले लिंक के इनपुट के लिए एक एक्शन सिग्नल प्रसारित करता है। उनका उपयोग व्यक्तिगत तत्वों के गुणों और विशेषताओं को बेहतर बनाने के लिए किया जाता है।