Принципы автоматического регулирования

Принципы автоматического регулирования
Регулирование по отклонению реализует принцип обратной связи (Ползунова-Уатта)
Ползуновым И.И. в 1765 г. создан первый промышленный регулятор – автоматический поплавковый регулятор питания котла паровой машины.
И.И. Ползунов
14 марта14 марта 172814 марта 1728 (Екатеринбург)
- 27 мая- 27 мая 1766- 27 мая 1766 (Барнаул)
Макет паровой машины Ползунова
привода в движение мехов плавильных печей

Принципы автоматического регулирования
Английский механик Д. Уатт в 1784 г. получил патент на центробежный регулятор скорости паровой машины.
(James Watt, 1736-1819),

Принципы автоматического регулирования
Это был первый в истории техники автоматический регулятор промышленного назначения, реализующий принцип регулирования по отклонению.

Регулирование по отклонению
Регулятор непрерывно контролирует текущее значение регулируемого параметра y(τ), оценивает рассогласование Δy(τ) и по его величине рассчитывает регулирующее воздействие u(τ).
Контур АСР замкнут; в нем имеются главная обратная связь и прямая связь.

Регулирование по возмущению
В 1830 г. Понселе предложил построить регулятор, действующий по возмущению. Принцип Понселе (принцип компенсации возмущающего воздействия) – второй фундаментальный принцип управления.
Жан-Виктор Понселе
1 июля1 июля 17881 июля 1788-22 декабря1 июля 1788-22 декабря 1867
Франция

Регулирование по возмущению
Условие применения:
Применяется в тех случаях, когда из всех действующих на объект возмущений можно выделить одно, главное, по сравнению с которым влияние на регулируемый параметр всех остальных возмущений пренебрежимо мало.

Регулирование по возмущению
Контур АСР «по возмущению»: ОР – объект регулирования, АР – автоматический регулятор, fгл – главное возмущающее воздействие, y(τ) – текущее значение регулируемого параметра

Регулирование по возмущению
Принцип регулирования по возмущению заключается в том, что автоматический регулятор контролирует не регулируемый параметр, а главное возмущающее воздействие, и при его изменениях вырабатывает регулирующее воздействие.
Контур регулирования при этом является разомкнутым, он не содержит главной обратной связи.

Регулирование по возмущению
Контур АСР «по возмущению»: ОР – объект регулирования, АР – автоматический регулятор, fгл – главное возмущающее воздействие, y(τ) – текущее значение регулируемого параметра, u(τ) – управляющее воздействие

Достоинства и недостатки принципов регулирования
Преимущество принципа «по возмущению» в том, что регулятор начинает действовать на более ранней стадии, когда появилась только лишь причина рассогласования, а отклонение регулируемого параметра ещё не началось.
За счет такого упреждающего воздействия отклонение регулируемого параметра может вообще не проявиться, или проявится гораздо меньше, чем при регулировании по отклонению.

Достоинства и недостатки принципов регулирования
Недостаток принципа «по возмущению» – если на объект подействует другое возмущение (не главное), то регулятор на это реагировать не будет.
ИТОГ:
Принцип «по отклонению» является более универсальным (рассогласование будет ликвидировано независимо от вызвавшей его причины).
Принцип «по возмущению» дает положительные результаты регулирования, если он правильно применен.

Комбинированный принцип регулирования
Третий принцип – комбинированный − объединяет первые два, при этом в качестве основной информации регулятор получает результаты измерения регулируемого параметра, а в качестве корректирующей информации – данные о главном возмущающем воздействии.
Объединяются достоинства двух базовых методов и получаются более высокие показатели качества регулирования.