Otomatik sistemlerin elemanları
Herhangi bir otomatik sistem, genellikle öğeler veya otomasyon araçları olarak adlandırılan, birbirine bağlı ve belirli işlevleri yerine getiren ayrı yapısal öğelerden oluşur... Sistemdeki öğeler tarafından gerçekleştirilen işlevsel görevler açısından, bunlar algılamaya ayrılabilir. , ayarlama, karşılaştırma, dönüştürme, yürütme ve düzeltme.
Sensör elemanları veya birincil dönüştürücüler (sensörler), teknolojik süreçlerin kontrollü niceliklerini ölçer ve bunları bir fiziksel formdan diğerine dönüştürür (örneğin, termoelektrik termometre sıcaklık farkını termoEMF'ye dönüştürür).
Otomasyonun ayar öğeleri (ayar öğeleri), kontrol edilen Xo değişkeninin gerekli değerini ayarlamaya yarar. Gerçek değeri bu değerle eşleşmelidir. Aktüatör örnekleri: mekanik aktüatörler, değişken dirençli dirençler gibi elektrikli aktüatörler, değişken indüktörler ve anahtarlar.
Otomasyon için karşılaştırıcılar, kontrol edilen değer X0'ın ön ayar değerini gerçek değer X ile karşılaştırır. Karşılaştırıcının çıkışında alınan hata sinyali ΔX = Xo — X, amplifikatör aracılığıyla veya doğrudan sürücüye iletilir.
Dönüştürücü elemanlar, sinyal gücü daha fazla kullanım için yetersiz kaldığında manyetik, elektronik, yarı iletken ve diğer amplifikatörlerde gerekli sinyal dönüştürme ve amplifikasyonu gerçekleştirir.
Yürütme öğeleri, kontrol nesnesi üzerinde kontrol eylemleri oluşturur. Kontrol edilen nesneye sağlanan veya çıkarılan enerji veya madde miktarını, kontrol edilen değerin belirli bir değere karşılık gelmesi için değiştirirler.
Düzeltici unsurlar, yönetim sürecinin kalitesini iyileştirmeye hizmet eder.
Otomatik sistemlerde ana elemanlara ek olarak, anahtarlama cihazları ve koruma elemanları, dirençler, kondansatörler ve sinyalizasyon ekipmanlarını içeren yan ürünler de bulunmaktadır.
Her şey otomasyon elemanları amaçları ne olursa olsun, operasyonel ve teknolojik özelliklerini belirleyen belirli bir dizi özellik ve parametreye sahiptirler.
Ana özelliklerin ana özelliği, bir elemanın statik özelliğidir... Bu, sabit modda Хвх çıkış değerinin Хвх girişine bağımlılığını temsil eder, yani. Xout = f(Xin). Giriş miktarının işaretinin etkisine bağlı olarak, tersinmez (çıkış miktarının işareti değişim aralığı boyunca sabit kaldığında) ve tersine çevrilebilir statik özellikler (giriş miktarının işaretindeki bir değişiklik, çıkış miktarının işareti) ayırt edilir.
Bir elemanın dinamik moddaki performansını değerlendirmek için dinamik bir karakteristik kullanılır, örn. giriş değerindeki hızlı değişikliklerle. Geçici yanıt, transfer fonksiyonu, frekans yanıtı tarafından belirlenir. Geçici yanıt, Xout çıkış değerinin τ süresine bağımlılığıdır: Xvx = f (τ) — Xvx giriş sinyalinde atlama benzeri bir değişiklikle.
Elemanın statik özelliklerinden bir iletim faktörü belirlenebilir. Üç tür aktarım faktörü vardır: statik, dinamik (diferansiyel) ve göreli.
Statik kazanç Kst, Xout çıkış değerinin Xin girişine oranıdır, yani Kst = Xout / Xvx. Transfer faktörü bazen dönüşüm faktörü olarak adlandırılır. Belirli yapısal elemanlarla ilgili olarak, statik iletim oranı aynı zamanda kazanç (amplifikatörlerde), redüksiyon oranı (dişli kutularında), dönüşüm faktörü (trafolarda) vesaire.
Doğrusal olmayan özelliği olan elemanlar için dinamik (diferansiyel) bir transfer katsayısı Kd kullanılır, yani Kd = ΔХвх /ΔXvx.
Nispi iletim katsayısı Cat, ΔXout / Xout.n elemanının çıkış değerindeki nispi değişimin ΔXx / Xx.n giriş miktarının nispi değişimine oranına eşittir,
Cat = (ΔXout / Xout.n) /ΔXvx / Xvx.n,
nerede Xvih.n ve Xvx.n - çıkış ve giriş miktarlarının nominal değerleri. Bu katsayı boyutsuz bir değerdir ve tasarım ve çalışma prensibi bakımından farklı olan elemanları karşılaştırırken uygundur.
Duyarlılık eşiği — çıkış miktarında gözle görülür bir değişikliğin olduğu giriş miktarının en küçük değeri.Yağlayıcı içermeyen yapılarda sürtünme elemanlarının bulunması, birleşim yerlerinde boşluk ve boşluk oluşmasından kaynaklanır.
Sapma ile kontrol ilkesinin kullanıldığı otomatik kapalı sistemlerin karakteristik bir özelliği, geri beslemenin varlığıdır. Elektrikli ısıtma fırını için sıcaklık kontrol sistemi örneğini kullanarak geri bildirim ilkesine bakalım. Sıcaklığın belirtilen limitler içerisinde tutulması için tesise giren kontrol işlemi, yani. ısıtma elemanlarına verilen voltaj, sıcaklık değeri dikkate alınarak oluşturulur.
Birincil sıcaklık transdüseri kullanılarak, sistemin çıkışı girişine bağlanır. Böyle bir bağlantı, yani bilginin kontrol eylemiyle karşılaştırıldığında ters yönde iletildiği bir kanala geri besleme bağlantısı denir.
Geribildirim olumlu ve olumsuz, katı ve esnek, temel ve ek olabilir.
Olumlu bir geri bildirim ilişkisi, geri bildirim ve gönderge etkisinin işaretleri eşleştiğinde çağrılır. Aksi takdirde, geri bildirim olumsuz olarak adlandırılır.
Esnek geri besleme devreleri: a, b, c — farklılaşma, d ve e — entegrasyon
En basit otomatik kontrol sisteminin şeması: 1 - kontrol nesnesi, 2 - ana geri besleme bağlantısı, 3 - karşılaştırma elemanı, 4 - amplifikatör, 5 - aktüatör, 6 - geri besleme elemanı, 7 - düzeltme elemanı .
İletilen eylem yalnızca kontrol edilen parametrenin değerine bağlıysa, yani zamana bağlı değilse, o zaman böyle bir bağlantı katı kabul edilir. Sabit geri besleme, hem sabit hem de geçici durumlarda çalışır.Esnek bir geri döngü, yalnızca geçici modda çalışan bir bağlantıyı ifade eder. Esnek geri bildirim, zaman içinde kontrol edilen değişkendeki değişimin birinci veya ikinci türevinin girişine iletilmesi ile karakterize edilir. Esnek geri beslemede, çıkış sinyali yalnızca kontrol edilen değişken zaman içinde değiştiğinde mevcuttur.
Temel geri besleme, kontrol sisteminin çıkışını girişine bağlar, yani kontrol edilen değeri ana değere bağlar. İncelemelerin geri kalanı tamamlayıcı veya yerel olarak kabul edilir. Ek geri besleme, sistemdeki her bağlantının çıkışından önceki her bağlantının girişine bir eylem sinyali iletir. Bireysel elemanların özelliklerini ve özelliklerini geliştirmek için kullanılırlar.