자동 시스템의 요소

모든 자동 시스템은 일반적으로 요소 또는 자동화 수단이라고하는 특정 기능을 상호 연결하고 수행하는 별도의 구조 요소로 구성됩니다. 시스템의 요소가 수행하는 기능적 작업의 관점에서 다음과 같이 나눌 수 있습니다. , 설정, 비교, 변형, 집행 및 시정.

센서 요소 또는 기본 변환기(센서)는 제어된 양의 기술 프로세스를 측정하고 이를 한 물리적 형태에서 다른 물리적 형태로 변환합니다(예: 열전 온도계 온도차를 thermoEMF로 변환).

자동화의 설정 요소(설정 요소)는 제어 변수 Xo의 필수 값을 설정하는 역할을 합니다. 실제 값은 이 값과 일치해야 합니다. 액추에이터의 예: 기계식 액추에이터, 가변 저항 저항기와 같은 전기 액추에이터, 가변 인덕터 및 스위치.

자동화를 위한 비교기는 제어된 값 X0의 사전 설정 값을 실제 값 X와 비교합니다. 비교기 ΔX = Xo — X의 출력에서 ​​수신된 오류 신호는 증폭기를 통해 또는 드라이브로 직접 전송됩니다.

변환 요소는 신호 전력이 추가 사용에 충분하지 않을 때 자기, 전자, 반도체 및 기타 증폭기에서 필요한 신호 변환 및 증폭을 수행합니다.

실행 요소는 제어 개체에 대한 제어 작업을 생성합니다. 제어된 값이 주어진 값과 일치하도록 제어 대상에 공급되거나 제거되는 에너지 또는 물질의 양을 변경합니다.

수정 요소는 관리 프로세스의 품질을 향상시키는 역할을 합니다.

자동 시스템의 주요 요소 외에도 스위칭 장치 및 보호 요소, 저항기, 커패시터 및 신호 장비를 포함하는 자회사도 있습니다.

모든 것 자동화 요소 목적에 관계없이 작동 및 기술적 특성을 결정하는 특정 특성 및 매개 변수 세트가 있습니다.

주요 특성의 주요 요소는 요소의 정적 특성... 고정 모드에서 입력 Хвх에 대한 출력 값 Хвх의 종속성을 나타냅니다. Xout = f(신). 입력량 부호의 영향에 따라 비가역적(출력량 부호가 변동 범위 전체에 걸쳐 일정하게 유지되는 경우) 및 가역적 정적 특성(입력량 부호의 변화가 출력 수량의 부호)가 구별됩니다.

동적 특성은 동적 모드에서 요소의 성능을 평가하는 데 사용됩니다. 입력 값의 급격한 변화. 과도 응답, 전달 함수, 주파수 응답에 의해 설정됩니다. 과도 응답은 시간 τ에 대한 출력 값 Xout의 의존성입니다. Xvx = f(τ) — 입력 신호 Xvx의 점프와 같은 변화.

투과율은 요소의 정적 특성으로부터 결정될 수 있습니다. 전송 요인에는 정적, 동적(차등) 및 상대의 세 가지 유형이 있습니다.

정적 이득 Kst는 입력 Xin에 대한 출력 값 Xout의 비율, 즉 Kst = Xout / Xvx입니다. 트랜스퍼 팩터는 변환 팩터라고도 합니다. 특정 구조 요소와 관련하여 정적 변속비는 이득(증폭기에서), 감속비(기어박스에서), 변환 계수(변압기에서) 등.

비선형 특성이 있는 요소의 경우 동적(차동) 전달 계수 Kd가 사용됩니다. 즉, Kd = ΔХвх /ΔXvx입니다.

상대 투과율 Cat은 요소 ΔXout / Xout.n의 출력 값의 상대적 변화 대 입력량 ΔXx / Xx.n의 상대적 변화 비율과 동일하며,

Cat = (ΔXout / Xout.n) /ΔXvx / Xvx.n,

여기서 Xvih.n 및 Xvx.n은 출력 및 입력 수량의 공칭 값입니다. 이 계수는 무차원 값으로 설계 및 작동 원리가 다른 요소를 비교할 때 편리합니다.

감도 임계값 — 출력량에 눈에 띄는 변화가 있는 입력량의 가장 작은 값.윤활유가 없는 구조의 마찰 요소, 관절의 틈 및 백래시로 인해 발생합니다.

편차에 의한 제어 원리가 사용되는 자동 폐쇄 시스템의 특징은 피드백이 있다는 것입니다. 전기 가열로의 온도 제어 시스템을 예로 들어 피드백의 원리를 살펴보겠습니다. 지정된 한계 내에서 온도를 유지하기 위해 시설에 들어가는 제어 조치, 즉. 가열 요소에 공급되는 전압은 온도 값을 고려하여 형성됩니다.

기본 온도 변환기를 사용하여 시스템의 출력을 입력에 연결합니다. 이러한 링크, 즉 제어 동작과 반대 방향으로 정보가 전달되는 채널을 피드백 링크라고 합니다.

피드백 긍정적이고 부정적이며 엄격하고 유연하며 기본적이고 추가적일 수 있습니다.

긍정적인 피드백 관계는 피드백과 준거 영향의 징후가 일치할 때 호출됩니다. 그렇지 않으면 피드백을 부정적이라고 합니다.

유연한 피드백 회로: a, b, c — 미분, d 및 e — 통합
가장 간단한 자동 제어 시스템의 구성: 1 — 제어 대상, 2 — 기본 피드백 링크, 3 — 비교 요소, 4 — 증폭기, 5 — 액추에이터, 6 — 피드백 요소, 7 — 수정 요소 .

전송된 동작이 제어 매개변수의 값에만 의존하는 경우, 즉 시간에 의존하지 않는 경우 이러한 연결은 고정된 것으로 간주됩니다. 하드 피드백은 정상 및 과도 상태 모두에서 작동합니다.유연한 루프백은 과도 모드에서만 작동하는 링크를 말합니다. 유연한 피드백은 시간 경과에 따른 제어 변수 변화의 1차 또는 2차 미분 입력에 따라 전송되는 것이 특징입니다. 유연한 피드백에서 출력 신호는 제어되는 변수가 시간이 지남에 따라 변경될 때만 존재합니다.

기본 피드백은 제어 시스템의 출력을 입력에 연결합니다. 즉, 제어된 값을 기본 값에 연결합니다. 나머지 리뷰는 보충 또는 로컬로 간주됩니다. 추가 피드백은 시스템의 각 링크 출력에서 ​​각 이전 링크의 입력으로 동작 신호를 전송합니다. 개별 요소의 속성과 특성을 개선하는 데 사용됩니다.