ఆటోమేషన్ సిస్టమ్స్‌లో నియంత్రణ పద్ధతులు

వి ఆటోమేషన్ సిస్టమ్స్ మూడు నియంత్రణ పద్ధతులు వర్తించబడతాయి:

1) నియంత్రిత విలువ యొక్క విచలనం ద్వారా,

2) భంగం ద్వారా (లోడ్ ద్వారా),

3) కలిపి.

నియంత్రిత వేరియబుల్ యొక్క విచలనం ద్వారా నియంత్రణ పద్ధతి DC మోటార్ స్పీడ్ కంట్రోల్ సిస్టమ్ (Fig. 1) యొక్క ఉదాహరణను ఉపయోగించడాన్ని పరిశీలిద్దాం.

ఆపరేషన్ సమయంలో, మోటారు D, నియంత్రణ వస్తువుగా, వివిధ ఆటంకాలను అనుభవిస్తుంది (మోటారు షాఫ్ట్‌పై లోడ్‌లో మార్పులు, సరఫరా నెట్‌వర్క్ యొక్క వోల్టేజ్, జనరేటర్ D యొక్క ఆర్మేచర్‌ను నడుపుతున్న మోటారు వేగం, పరిసరంలో మార్పులు ఉష్ణోగ్రత, ఇది వైండింగ్ల నిరోధకతలో మార్పుకు దారితీస్తుంది మరియు అందువల్ల ప్రవాహాలు మొదలైనవి).

ఈ కదలికలన్నీ ఇంజన్ స్పీడ్ D వైకల్యానికి కారణమవుతాయి, ఇది eలో మార్పుకు కారణమవుతుంది. మొదలైనవి v. టాచోజెనరేటర్ TG. టాచోజెనరేటర్ TG1 యొక్క సర్క్యూట్‌లో Rheostat P చేర్చబడింది... Rheostat P1 ద్వారా తీసుకోబడిన వోల్టేజ్ U0 TG టాచోజెనరేటర్ యొక్క వోల్టేజ్‌కు వ్యతిరేకంగా చేర్చబడుతుంది. దీని ఫలితంగా వోల్టేజ్ వ్యత్యాసం e = U0 — Utg యాంప్లిఫైయర్ Y ద్వారా మోటారు DPకి అందించబడుతుంది, ఇది rheostat P యొక్క స్లయిడర్‌ను కదిలిస్తుంది.వోల్టేజ్ U0 నియంత్రిత వేరియబుల్ యొక్క సెట్ విలువకు అనుగుణంగా ఉంటుంది - భ్రమణ ఫ్రీక్వెన్సీ ωО, మరియు టాచోజెనరేటర్ వోల్టేజ్ Utg - భ్రమణ వేగం యొక్క ప్రస్తుత విలువ.

అన్నం. 1. క్లోజ్డ్-లూప్ DC మోటార్ స్పీడ్ కంట్రోల్ కోసం స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రాలు: R — rheostat, OVG — జనరేటర్ ఎక్సైటేషన్ కాయిల్, G — జనరేటర్, OVD — మోటార్ ఉత్తేజిత కాయిల్, D — మోటార్, TG — టాచోజెనరేటర్, DP — rheostat స్లయిడ్ డ్రైవ్ మోటార్, U — యాంప్లిఫైయర్.

అవాంతరాల ప్రభావంతో, ఈ విలువల (విచలనం) మధ్య వ్యత్యాసం ముందుగా నిర్ణయించిన పరిమితిని మించి ఉంటే, అప్పుడు రెగ్యులేటర్ జెనరేటర్ యొక్క ఉత్తేజిత ప్రవాహంలో మార్పు రూపంలో సూచన చర్యను అందుకుంటుంది, ఇది ఈ విచలనానికి కారణమవుతుంది. తగ్గించడానికి. ఒక సాధారణ విక్షేపం వ్యవస్థ అంజీర్లోని రేఖాచిత్రం ద్వారా సూచించబడుతుంది. 2, ఎ.

అన్నం. 2... నియంత్రణ పద్ధతుల పథకాలు: a — విచలనం ద్వారా, b — భంగం ద్వారా, c — కలిపి, P — నియంత్రకం, RO — నియంత్రణ సంస్థ, OR — నియంత్రణ వస్తువు, ES — పోలిక మూలకం, x(T) సెట్టింగ్, Z1 (t) మరియు Z2 (t) - అంతర్గత నియంత్రణ ప్రభావాలు, (T) - సర్దుబాటు విలువ, F(T) ఒక అవాంతర ప్రభావం.

నియంత్రిత వేరియబుల్ యొక్క విచలనం రెగ్యులేటర్‌ను సక్రియం చేస్తుంది, ఈ చర్య ఎల్లప్పుడూ విచలనాన్ని తగ్గించే విధంగా నిర్దేశించబడుతుంది. ε(t) = x(t) — y (f) విలువలలో వ్యత్యాసాన్ని పొందేందుకు, కంపారిజన్ ఎలిమెంట్ ES సిస్టమ్‌లోకి ప్రవేశపెట్టబడింది.

విచలనాల నియంత్రణలో నియంత్రకం యొక్క చర్య నియంత్రిత వేరియబుల్లో మార్పుకు కారణంతో సంబంధం లేకుండా జరుగుతుంది. ఇది నిస్సందేహంగా ఈ పద్ధతి యొక్క గొప్ప ప్రయోజనం.

భంగం నియంత్రణ పద్ధతి, లేదా భంగం పరిహారం, సిస్టమ్ భంగం ప్రభావంలో మార్పుల ప్రభావాన్ని భర్తీ చేసే పరికరాలను ఉపయోగిస్తుంది అనే వాస్తవంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

అన్నం. 3... DC జెనరేటర్ వోల్టేజ్ నియంత్రణ యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం: G - జెనరేటర్, ОВ1 మరియు ОВ2 - జెనరేటర్ యొక్క ఉత్తేజిత కాయిల్స్, RN - లోడ్ నిరోధకత, F1 మరియు F.2 - ఉత్తేజిత కాయిల్స్ యొక్క మాగ్నెటోమోటివ్ శక్తులు, Rsh - నిరోధకత.

ఉదాహరణగా, డైరెక్ట్ కరెంట్ జనరేటర్ (Fig. 3) యొక్క ఆపరేషన్ను పరిగణించండి. జనరేటర్‌లో రెండు ఉత్తేజిత వైండింగ్‌లు ఉన్నాయి: OB1 ఆర్మేచర్ సర్క్యూట్‌తో సమాంతరంగా కనెక్ట్ చేయబడింది మరియు OB2 ప్రతిఘటన Riకి కనెక్ట్ చేయబడింది... ఫీల్డ్ వైండింగ్‌లు వాటి ppm విధంగా కనెక్ట్ చేయబడ్డాయి. F1 మరియు F.2 జోడిస్తుంది. జనరేటర్ టెర్మినల్ వోల్టేజ్ మొత్తం ppmపై ఆధారపడి ఉంటుంది. F = F1 + F2.

లోడ్ కరెంట్ Az పెరిగినప్పుడు (లోడ్ రెసిస్టెన్స్ Rn తగ్గుతుంది) జనరేటర్ ఆర్మేచర్‌లో వోల్టేజ్ డ్రాప్‌లో పెరుగుదల కారణంగా జనరేటర్ వోల్టేజ్ UG తగ్గాలి, కానీ ppm కారణంగా ఇది జరగదు. లోడ్ కరెంట్ Azకి అనులోమానుపాతంలో ఉన్నందున F2 ఉత్తేజిత కాయిల్ OB2 పెరుగుతుంది.

ఇది మొత్తం ppm పెరుగుదలకు దారి తీస్తుంది మరియు తదనుగుణంగా, జనరేటర్ వోల్టేజ్ యొక్క సమీకరణకు దారి తీస్తుంది. లోడ్ కరెంట్ మారినప్పుడు ఇది వోల్టేజ్ డ్రాప్‌ను భర్తీ చేస్తుంది - జనరేటర్ యొక్క ప్రధాన భంగం. ప్రతిఘటన RNS ఈ సందర్భంలో మీరు జోక్యం కొలవడానికి అనుమతించే పరికరం - లోడ్.

సాధారణ సందర్భంలో, భంగం పరిహారం పద్ధతి ద్వారా పనిచేసే సిస్టమ్ యొక్క రేఖాచిత్రం అంజీర్లో చూపబడింది. 2, బి.

ఆందోళనకరమైన ప్రభావాలు వివిధ కారణాల వల్ల సంభవించవచ్చు, కాబట్టి వాటిలో ఒకటి కంటే ఎక్కువ ఉండవచ్చు.ఇది ఆటోమేటిక్ కంట్రోల్ సిస్టమ్ యొక్క ఆపరేషన్ యొక్క విశ్లేషణను క్లిష్టతరం చేస్తుంది. ఇది సాధారణంగా లోడ్ మార్పులు వంటి మూల కారణం వల్ల కలిగే ఆటంకాలను చూడడానికి పరిమితం చేయబడింది. ఈ సందర్భంలో, నియంత్రణను లోడ్ రెగ్యులేషన్ అంటారు.

నియంత్రణ యొక్క మిశ్రమ పద్ధతి (Fig. 2, c చూడండి) రెండు మునుపటి పద్ధతులను మిళితం చేస్తుంది: విచలనం మరియు ఆగ్రహం ద్వారా. అధిక-నాణ్యత నియంత్రణ అవసరమయ్యే సంక్లిష్ట ఆటోమేషన్ వ్యవస్థల నిర్మాణంలో ఇది ఉపయోగించబడుతుంది.

అంజీర్ నుండి క్రింది విధంగా. 2, ప్రతి సర్దుబాటు పద్ధతిలో, ప్రతి ఆటోమేటిక్ సర్దుబాటు వ్యవస్థ సర్దుబాటు (సర్దుబాటు వస్తువు) మరియు సర్దుబాటు (నియంత్రకం) భాగాలను కలిగి ఉంటుంది. అన్ని సందర్భాల్లో, రెగ్యులేటర్ తప్పనిసరిగా నిర్దేశిత విలువ నుండి నియంత్రిత వేరియబుల్ యొక్క విచలనాన్ని కొలిచే సున్నితమైన మూలకాన్ని కలిగి ఉండాలి, అలాగే దాని విచలనం తర్వాత నియంత్రిత వేరియబుల్ యొక్క సెట్ విలువ యొక్క పునరుద్ధరణను నిర్ధారిస్తుంది.

సిస్టమ్‌లో రెగ్యులేటర్ నేరుగా సెన్సింగ్ ఎలిమెంట్ నుండి ప్రభావాన్ని పొంది, దాని ద్వారా ప్రేరేపించబడితే, అటువంటి నియంత్రణ వ్యవస్థను డైరెక్ట్ కంట్రోల్ సిస్టమ్ అని మరియు రెగ్యులేటర్‌ను డైరెక్ట్ యాక్టింగ్ రెగ్యులేటర్ అని పిలుస్తారు.

డైరెక్ట్-యాక్టింగ్ రెగ్యులేటర్లలో, సెన్సింగ్ ఎలిమెంట్ రెగ్యులేటింగ్ బాడీ యొక్క స్థానాన్ని మార్చడానికి తగిన శక్తిని అభివృద్ధి చేయాలి. ఈ పరిస్థితి ప్రత్యక్ష నియంత్రణ యొక్క అనువర్తన రంగాన్ని పరిమితం చేస్తుంది, ఎందుకంటే అవి సున్నితమైన మూలకాన్ని చిన్నవిగా చేస్తాయి, ఇది నియంత్రణ సంస్థను తరలించడానికి తగినంత ప్రయత్నాలను పొందడంలో ఇబ్బందులను సృష్టిస్తుంది.

కొలిచే మూలకం యొక్క సున్నితత్వాన్ని పెంచడానికి మరియు నియంత్రించే శరీరాన్ని తరలించడానికి తగినంత శక్తిని పొందేందుకు పవర్ యాంప్లిఫయర్లు ఉపయోగించబడతాయి. పవర్ యాంప్లిఫైయర్‌తో పనిచేసే రెగ్యులేటర్‌ను పరోక్ష నియంత్రకం అని పిలుస్తారు మరియు మొత్తం వ్యవస్థను పరోక్ష నియంత్రణ వ్యవస్థ అంటారు.

పరోక్ష నియంత్రణ వ్యవస్థలలో, బాహ్య శక్తి వనరు నుండి లేదా నియంత్రిత వస్తువు యొక్క శక్తి కారణంగా పనిచేసే నియంత్రణ శరీరాన్ని తరలించడానికి సహాయక యంత్రాంగాలు ఉపయోగించబడతాయి. ఈ సందర్భంలో, సున్నితమైన మూలకం సహాయక యంత్రాంగం యొక్క నియంత్రణ మూలకంపై మాత్రమే పనిచేస్తుంది.

నియంత్రణ చర్యల రకం ప్రకారం ఆటోమేషన్ నియంత్రణ పద్ధతుల వర్గీకరణ

నియంత్రణ సిగ్నల్ రిఫరెన్స్ వేరియబుల్ మరియు నియంత్రిత వేరియబుల్ యొక్క వాస్తవ విలువను కొలిచే సెన్సార్ నుండి సిగ్నల్ ఆధారంగా నియంత్రణ వ్యవస్థ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. అందుకున్న నియంత్రణ సిగ్నల్ రెగ్యులేటర్‌కు అందించబడుతుంది, ఇది డ్రైవ్ యొక్క నియంత్రణ చర్యగా మారుస్తుంది.

నియంత్రిత విలువ సెట్ విలువకు మొగ్గు చూపే విధంగా ఆబ్జెక్ట్ యొక్క రెగ్యులేటింగ్ బాడీని యాక్యుయేటర్ బలవంతం చేస్తుంది. సిస్టమ్ ఆపరేషన్ సమయంలో, నియంత్రిత వేరియబుల్ యొక్క ప్రస్తుత విలువ నిరంతరం కొలవబడుతుంది, కాబట్టి నియంత్రణ సిగ్నల్ కూడా నిరంతరంగా ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది.

అయినప్పటికీ, రెగ్యులేటర్ యొక్క పరికరంపై ఆధారపడి డ్రైవ్ యొక్క నియంత్రణ చర్య నిరంతరంగా లేదా అడపాదడపా ఉంటుంది. అంజీర్ లో. 4, a సెట్ విలువ y0 నుండి సమయానికి నియంత్రిత విలువ y యొక్క విచలనం వక్రరేఖ Δu చూపిస్తుంది, అదే సమయంలో బొమ్మ యొక్క దిగువ భాగంలో నియంత్రణ చర్య Z నిరంతరం ఎలా మార్చబడాలి అని చూపబడుతుంది.ఇది నియంత్రణ సిగ్నల్‌పై సరళంగా ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు దశలో దానితో సమానంగా ఉంటుంది.

అన్నం. 4. నియంత్రణ ప్రభావాల యొక్క ప్రధాన రకాలైన రేఖాచిత్రాలు: a - నిరంతర, b, c - ఆవర్తన, d - రిలే.

అటువంటి ప్రభావాన్ని ఉత్పత్తి చేసే నియంత్రకాలను నిరంతర నియంత్రకాలు అంటారు, మరియు నియంత్రణ అనేది నిరంతర నియంత్రణ... ఈ సూత్రంపై నిర్మించబడిన నియంత్రకాలు నియంత్రణ చర్య ఉన్నప్పుడు మాత్రమే పనిచేస్తాయి, అంటే అసలు మరియు సూచించిన వాటి మధ్య విచలనం ఏర్పడే వరకు. నియంత్రిత వేరియబుల్ యొక్క విలువ.

ఆటోమేషన్ సిస్టమ్ యొక్క ఆపరేషన్ సమయంలో, నిరంతర నియంత్రణ సిగ్నల్‌తో నియంత్రణ చర్య నిర్దిష్ట వ్యవధిలో అంతరాయం కలిగితే లేదా ప్రత్యేక పప్పుల రూపంలో సరఫరా చేయబడితే, ఈ సూత్రంపై పనిచేసే కంట్రోలర్‌లను ఆవర్తన నియంత్రకాలు (స్టెప్ లేదా పల్స్) అంటారు. సూత్రప్రాయంగా, ఆవర్తన నియంత్రణ చర్యను రూపొందించడానికి రెండు మార్గాలు ఉన్నాయి.

అంజీర్ లో. 4, b మరియు c నియంత్రిత విలువ నుండి నిరంతర విచలనం Δతో అడపాదడపా నియంత్రణ చర్య యొక్క గ్రాఫ్‌లను చూపుతాయి.

మొదటి సందర్భంలో, నియంత్రణ చర్య అదే వ్యవధి Δt యొక్క ప్రత్యేక పప్పుల ద్వారా సూచించబడుతుంది, సమాన సమయ వ్యవధిలో T1 = t2 = t ఈ సందర్భంలో పప్పుల పరిమాణం Z = ​​e(t) విలువకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది నియంత్రణ చర్య ఏర్పడే సమయంలో నియంత్రణ సిగ్నల్.

రెండవ సందర్భంలో, అన్ని పప్పులు ఒకే విలువను కలిగి ఉంటాయి Z = e(t) మరియు సాధారణ వ్యవధిలో T1 = t2 = tని అనుసరిస్తాయి, కానీ వేర్వేరు వ్యవధులను కలిగి ఉంటాయి ΔT. ఈ సందర్భంలో, పప్పుల వ్యవధి నియంత్రణ చర్య ఏర్పడే సమయంలో నియంత్రణ సిగ్నల్ యొక్క విలువపై ఆధారపడి ఉంటుంది.రెగ్యులేటర్ నుండి రెగ్యులేటరీ చర్య సంబంధిత నిలిపివేతలతో రెగ్యులేటరీ బాడీకి బదిలీ చేయబడుతుంది, దీని కారణంగా రెగ్యులేటరీ బాడీ తన స్థానాన్ని నిలిపివేతలతో మారుస్తుంది.

ఆచరణలో, అవి కూడా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్న రిలే నియంత్రణ వ్యవస్థలు ... రెండు-స్థాన నియంత్రణ (Fig. 4, d) తో రెగ్యులేటర్ యొక్క ఆపరేషన్ యొక్క ఉదాహరణను ఉపయోగించి, రిలే నియంత్రణ యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రాన్ని పరిశీలిద్దాం.

ఆన్-ఆఫ్ కంట్రోల్ రెగ్యులేటర్‌లు కేవలం రెండు స్థిరమైన స్థానాలను కలిగి ఉండే రెగ్యులేటర్‌లను కలిగి ఉంటాయి: ఒకటి — నియంత్రిత విలువ యొక్క విచలనం సెట్ సానుకూల పరిమితి + Δy కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు మరియు మరొకటి — విచలనం గుర్తును మార్చినప్పుడు మరియు ప్రతికూల పరిమితి -Δyకి చేరుకున్నప్పుడు.

రెండు స్థానాల్లోని సర్దుబాటు చర్య సంపూర్ణ విలువలో ఒకేలా ఉంటుంది కానీ సంకేతంలో భిన్నంగా ఉంటుంది మరియు గవర్నర్ ద్వారా ఈ చర్య విక్షేపం యొక్క సంపూర్ణ విలువ ఎల్లప్పుడూ తగ్గే విధంగా గవర్నర్‌ను తీవ్రంగా కదిలిస్తుంది. విచలనం యొక్క విలువ Δу అనుమతించదగిన సానుకూల విలువ + Δу (పాయింట్ 1)కి చేరుకుంటే, రిలే ట్రిగ్గర్ అవుతుంది మరియు నియంత్రణ చర్య -Z రెగ్యులేటర్ మరియు రెగ్యులేటింగ్ బాడీ ద్వారా ఆబ్జెక్ట్‌పై పని చేస్తుంది, ఇది గుర్తుకు విరుద్ధంగా ఉంటుంది. నియంత్రణ చర్య యొక్క సానుకూల విలువకు పరిమాణం + Z. నియంత్రిత విలువ యొక్క విచలనం కొంత సమయం తర్వాత తగ్గుతుంది.

పాయింట్ 2కి చేరుకున్నప్పుడు, విచలనం Δy అనుమతించదగిన ప్రతికూల విలువకు సమానంగా మారుతుంది -Δy, రిలే పని చేస్తుంది మరియు నియంత్రణ చర్య Z దాని చిహ్నాన్ని వ్యతిరేకంగా మారుస్తుంది, మొదలైనవి. ఇతర కంట్రోలర్‌లతో పోలిస్తే రిలే కంట్రోలర్‌లు డిజైన్‌లో సరళంగా ఉంటాయి, సాపేక్షంగా చౌకగా మరియు అవాంతర ప్రభావాలకు అధిక సున్నితత్వం అవసరం లేని సౌకర్యాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.