|
Regulacja czyli sterowanie w układzie zamkniętym jest pojęciem węższym od pojęcia samego sterowania. Regulacja, czyli sterowanie ze sprzężeniem zwrotnym, jest jednym z najważniejszych pojęć automatyki.
Rys. Schemat blokowy struktury sterowania w układzie zamkniętym
gdzie:
y – wielkość regulowana,
x – wartość zadana wielkości regulowanej,
u – wielkość sterująca (regulująca),
z – zakłócenia.
Aby otrzymać zamknięty układ sterowania, czyli układ regulacji, należy zamknąć pętlę oddziaływań, tzn. uzależnić sterowanie od skutków, jakie to sterowanie wywołuje co pokazano na rysynku powyżej. Połączenie wielkości regulowanej y, zamykające pętlę regulacji, nazywa się sprzężeniem zwrotnym. Wprowadzenie sygnału reprezentującego wielkość regulowaną do urządzenia sterującego uniezależnia nas od zakłóceń, ponieważ kontrola skutków sterowania, umożliwia bieżące korygowanie tego sterowania. Jest to podstawowa zaleta regulacji – dążenie osiągnięcia właściwego celu, bez względu na oddziaływanie zakłóceń. W tym celu potrzebne jest porównywanie postawionego celu z aktualnie obserwowanym wynikiem sterowania i przystosowanie tego sterowania do ewentualnie dostrzeżonych odchyleń realizacji celu.
Regulacja nie musi być automatyczna – jeśli manipulacji zaworem dokonuje człowiek to nazwiemy to regulacją ręczną. Oczywiście nasze zainteresowanie będzie skierowane na regulację automatyczną, kiedy opisane operacje są dokonywane samoczynnie przez regulator, czyli urządzenie steruje obiektem na podstawie danych pomiarowych pobieranych z odpowiednich czujników zainstalowanych w obiekcie. Regulator powinien również otrzymywać sygnał reprezentujący cel sterowania – np. wartość temperatury która ma być utrzymywana w piecu.
Rys. Schemat blokowy najprostszego układu regulacji
gdzie:
y – wielkość regulowana,
x – wartość zadana wielkości regulowanej,
u – wielkość sterująca (regulująca),
e – uchyb regulacji,
z – zakłócenia,
„-” – sygnały wchodzące do węzła sumacyjnego są brane w operacji sumy ze znakiem dodatnim, jeśli wchodzą w pole niezaczernione. 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.
Sterowanie w najprostszym układzie regulacji charakteryzuje się porównaniem sygnału wejściowego y z sygnałem zadanym x (rys. powyżej). 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 wyznaczenie sygnału uchybu e. Sygnał ten oddziaływuje na regulator, którego zadaniem jest wykształcenie sygnału sterującego obiektem regulacji w taki sposób aby uzyskać ponownie zerową wartość uchybu.
Węzeł zaczepowy (rys. powyżej) 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. 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. Tak więc, węzeł sumacyjny realizuje operację sumy sygnałów wchodzących do węzła. Poprawnie zaprojektowany układ regulacji powinien zapewnić zmiany wielkości regulowanej y w sposób określony wartością zadaną x tej wielkości niezależnie od zakłócenia z.
|
|
Termowizja & Termografia
