Automaatika aluste konspekt (0)

Suletud reguleerimissüsteemi struktuurskeem ja tööpõhimõte.

P – Programmseade (nukkvõll, tiftidega ketas, perfolint või arvutimälu). Annab ette sätte y0(t).
A - Andur muundab väljundsignaali ülekandmiseks ja võrdlemiseks sobivaks suuruseks.
VE - VõrdlusElemendi väljundis tekib vea signaal (ε).
V – Võimendi võimendab veasignaali.
TM – Võimendi väljundsignaal mõjub TäituvMehhanismile, mille kaudu regulaator mõjutab Reguleerivat Elementi.
RE – Reguleeriv Element mõjutab Objekti, muutes sellelel antavalt ainet või energia hulka.

Tagasiside.

Tagasiside on väljundi mõju sisendile . Positiivse tagasiside korral on sisendisse tagasi antav signaal sisendsignaaliga samas faasis ja seega tugevdab üldist sisendsignaali . Negatiivse tagasiside signaal on sisendsignaaliga vastasfaasis ja seega nõrgendab üldist sisendsignaali.

Staatiline karakteristika ja ülekandetegur

Elemendi väljundsuuruse ja sisendsuuruse suhe staatilises režiimis nimetatakse staatiliseks ülekandeteguriks. Anduril nimetatakse ülekandetegurit sageli tundlikkuseks.
Diferentsiaal ülekandetegur
Suhteline ülekandetegur

Elementide süsteemi ülekande tegur

Süsteemis on kolm põhilist lülitusviisi:

• Jadalülitus.
  

• Rööplülitus.
  

• Tagasisidega lülitus.
  

x
Positiivne tagasiside tugevdab signaali. Negatiivne tagasiside nõrgendab signaali.

Staatiline ja dünaamiline režiim

Staatiline e püsiolek on siis kui kontrollitav parameeter ei muutu. Dünaamiline režiim e siirdeprotsess esineb siis kui toimub üleminek ühest püsiolekust teise.
Iga reguleerimissüsteem töötab stabiilses režiimis (püsirežiimis) või dünaamilises režiimis. Dünaamiline režiim esineb üleminekul ühest püsirežiimist teise. Dünaamilist režiimi nimetatakse ka siirdeprotsessiks. Näiteks on mootoril dünaamiline režiim üleminekul ühelt püsikiiruselt teisele. See sõltub süsteemi (või ühe elemendi) omadustest ja muutust põhjustanud sisendsignaalist. Siirderežiimide kirjeldamisel kasutatakse siirdekarakteristikat. Siirdekarakteristika näitab väljunduuruse muutumist ajas hüppeliselt muutunud sisendsignaali korral. Lisaks siirdekarakteristikale kasutatakse siirde uurimiseks ka teisi karakteristikaid, näiteks sageduskarakteristikaid. Eksperimentaalselt saadakse sageduskarakteristika, kui sisendisse anda muutuva sagedusega konstantse suurusega siinussignaal ja ostsillograafi või isekirjutava graaf.
Amplituudi sageduskarakteristika (ASK)
Üldist
Iga reguleerimissüsteem töötab stabiilses režiimis (püsirežiimis) või dünaamilises režiimis. Dünaamiline režiim esineb üleminekul ühest püsirežiimist teise. Dünaamilist režiimi nimetatakse ka siirdeprotsessiks. Näiteks on mootoril dünaamiline režiim üleminekul ühelt püsikiiruselt teisele. See sõltub süsteemi (või ühe elemendi) omadustest ja muutust põhjustanud sisendsignaalist. Siirderežiimide kirjeldamisel kasutatakse siirdekarakteristikat. Siirdekarakteristika näitab väljunduuruse muutumist ajas hüppeliselt muutunud sisendsignaali korral. Lisaks siirdekarakteristikale kasutatakse siirde uurimiseks ka teisi karakteristikaid, näiteks sageduskarakteristikaid. Eksperimentaalselt saadakse sageduskarakteristika, kui sisendisse anda muutuva sagedusega konstantse suurusega siinussignaal ja ostsillograafi või isekirjutava graaf.
Amplituudi sageduskarakteristika (ASK)
PID regulaatori populaarsus
Lai levik, kattesaadav, 97% regulaatoritest on PID
on toostuses “toohobune”
Sobib enamusele objektidele
stabiilsed, mittestabiilsed, …
kuid 5% … 10% objektidele ei sobi SISO PID
-on olemas (mittestabiilsed) objektid, mida ei ole
voimalik juhtida PID -ga
-monda protsessi juhib keerulisem regulaator paremini
Ei kasutata korralikult, regulaatoritest
80% vajab umberhaalestamist
30% on kasitsijuhtimisel
20% tootab tehase haalestusega
PID reguleerimisseadus
on summa kolmest komponendist: P, I, D;
4 standardset seadust: P, PI, PD, PID

Inertne lüli.

Siia kuuluvad need elemendid, milledel väljundsignaal jääb maha sisendsignaali muutusest. Nende elementide kooseisus on alati mahtuvus , mille täitmiseks ainega võtab aega ja sellest tekib inertsus. Mida suurem mahtuvus seda suurem inertsus
Vönkelyli
Siia kuuluvad sellised elemendid, milledel väljundis võivad tekkida võnked. Nendes elementides on 2 mahtuvust, nende vahel toimub aine või energia vahetus, mille tõttu võivad tekkida võnked.
W  p= K/1T 2 pT 1T2 p2 ,
t
=0 - subuata võnked
Integreerimislüli
Integreerimisluli nimetatakse ka astaatiliseks luliks ning I-luliks.
Ideaalne integreerimisluli valjundsignaal kasvab (voi kahaneb)
pidevalt pusiva kiirusega, kui xs ≠ 0 ja on konstantne . Kiiruse
maarab huppe suurus sisendil. Reaalsel integreerimislulil
(kirjeldatav IT1-luliga) on valjundsignaali kasvamiskiirus
alghetkel null ja touseb pikkamooda lopliku kiiruseni.
Diferentsiaalvorrand: ˙v t =K⋅u t
Ulekandefunktsioon: W  p= K/p
Diferentseerimislüli
Diferentseerimisluli teine nimetus on D-luli. Ideaalse
diferentseerimisluli valjundsignaaliks on loputult suure
amplituudiga uliluhike impulss. Reaalse diferentseerimisluli
(kirjeldatav DT1-luliga) valjudsignaal kasvab vaga kiiresti teatud
lopliku vaartuseni ja vaheneb siis jarkjargult aeglustuva
kiirusega nullini.
Diferentsiaalvorrand: y t=K⋅˙s t
Ulekandefunktsioon: W  p=K⋅p
Xs
t
0
Xv
t
Hilistuslüli
Hilistusluli kaitub nagu P-luli, aga reageerides sisendile teatava hilinemisega. Hilistusluli tahistatakse PTh-luli.
Diferentsiaalvorrand: y t=K⋅st−Th  Ulekandefunktsioon: W  p=K⋅e−T h⋅p
Nyquisti stabiilsuskriteerium
Nyquisti stabiilsuskriteerium kuulub sagedusmeetodite kulka, kus uuritakse lahtiuhendatud
tagasisideahelaga ehk avatud susteemi amplituudi-faasi sagedustunnusjooni, mis voimaldab
hilistumisluliga susteemide stabiilsust hinnata, mis ei olnud voimalik ei Routhi ega Hurwitzi
jargi. Kuid uldise Nyquisti stabiilsuskriteeriumi matemaatiline esitlusviis keerukas, mistottu
rakendatakse sagedamini selle kriteeriumi uht erijuhtu , mille alusel on voimalik hinnata
enamkasutatavate automaatjuhtimissusteemide stabiilsust, kuid tulemusse tuleb suhtuda
teatava reserveeritusega. Erijuhtu nimetatakse Nyquisti stabiilsuskriteeriumi vasaku kae
reegliks, mida saab rakendada negatiivse tagasisidega susteemidele ning mille formuleering
kolaks /4/, /5/, /6/, /8/: