REGULACE Základní pojmy Řídicí obvody Vlastnosti členů

Úloha regulace: Úlohou regulace je udržování hodnot regulované veličiny (y) na požadovaných velikostech (teplota, otáčky, napětí, osvětlení apod.) Regulovanou veličinu ovlivňujeme akční veličinou (u). Poruchová veličina (d) narušuje rovnováhu regulace a má tendenci měnit svou hodnotu. Je nutné vždy definovat: regulovanou soustavu (pec) regulovanou veličinu (teplota) akční veličinu (přívod plynu) poruchové veličiny (tlak plynu, výhřevnost, teplota okolí apod.)

PEC uy d1-dn Základní pojmy řízení 1.ovládání (nemá ZV) 2.regulace (má ZV) 3.kybernetické řízení (uzavřený celek se samočinným řízením podle kritérií stanovených člověkem) Regulace- udržování hodnot regulované veličiny podle daných podmínek a hodnot veličiny zjištěných měřením. ŘČ MČ ÚČAČ w x eu Regulátor- zařízení uskutečňující regulaci. w – řídící veličina, x – regulovaná veličina, e – regulační odchylka e= w-y u – akční veličina MČ – měřící člen ŘČ – řídící člen ÚČ – ústřední člen AČ – akční člen

Regulovaný obvod- je soustava řízeného systému a regulátoru. ŘČ MČ ÚČAČ w x eu Řízený systém y

Realizace řídícího obvodu část pro získávání informace část pro přenos informace část pro zpracování informace část pro využití informace část pro styk s obsluhou Podmínkou zavedení stavebnicového systému je unifikace (sjednocení) signálů pro přenos mezi jednotlivými funkčními celky (např. proudové signály 0 – 20mA, napěťové signály 0 – 10V, pneumatické systémy 20 – 100 kPa).

Část pro získávání informace Prostředkem jsou snímače (čidla), které snímají fyzikální veličiny nebo stav zařízení a mění je na informaci pro další zpracování. Část pro přenos informace Výstupní informace ze snímače se převádí pomocí převodníku na unifikovaný signál pro přenos (kódování, modulace…). Část pro zpracování informací (využití informace a styk s obsluhou) pro komunikaci s člověkem (zobrazení informací- displej, zapisovač…) pro automatické řízení procesu (regulátor, PLC, PC…)

Druhy regulací na konstantní nastavenou hodnotu- nejjednodušší a nejrozšířenější typ, udržuje výstup na konstantní úrovni (w= konst), programová- realizace proměnného „profilu“ regulace, w= f(t), vlečná a servomechanismy- obdobně, jako programová, jen w je závislé na jiné veličině, než čas, spojitá- signály se mění spojitě (plynule), vysoká kvalita i energetická spotřeba i cena, nespojitá- impulzová a číslicová regulace, skokové změny, nižší energetické nároky, větší odchylka e, lineární x nelineární- pokud se používají lineární členy (přímá úměra mezi vstupy a výstupy), linearizace (aproximace) pro určitý rozsah, někdy se zavádí nelinearita úmyslně (kompenzace nelinearit přenosových členů…).

Vlastnosti členů regulačních obvodů Členy regulační obvodů se hodnotí podle statických (klidových) a dynamických (pohybových) vlastností. Statické vlastnosti Tyto vyjadřuje tzv. statická charakteristika, závislost mezi vstupním a výstupním signálem v ustáleném stavu (nevyjadřuje vztah mezi časem nebo úhlovou rychlostí). Pokud je tato charakteristika vyjádřena přímkou, pak jde o člen lineární. Poměr mezi výstupním a vstupním signálem K= y/x udává statické zesílení. V případě, že se charakteristika od přímkové mírně liší, pak hovoříme o kvazilineárním členu. U členů nelineárních v případech malých změn signálů x můžeme nahradit tuto část charakteristiky přímkou. Pak hovoříme o linearizaci (např. charakteristika Zenerovy diody, usměrňovací diody, tranzistor, tyristor).

Typické nelinearity Nelinearita typu omezení Někdy se nazývá nasycení

Nelinearita typu pásmo necitlivosti Například antiparalelní zapojení diod nebo ZD

Nelinearita typu vůle Například hysterezní křivka magnetického obvodu, vůle v mechanických převodech.

Nelinearita typu hystereze Například hystereze relé (zapíná při 20V a vypíná při 10V, prahové spínače v elektronice (Schmittův KO). Zavádí se úmyslně u obvodů s impulzní regulací.

Kontrolní otázky: Co vyjadřuje statická charaktristika? Co je to linearizace? Jaký vliv mají nelinearity členů na procházející signál ? Uveďte příklady jednotlivých nelinearit. Jaký je vliv nelinearit na stabilitu regulačního pochodu? Vysvětlete pojem kvazilineární člen.

Použitá literatura: 1) 1)Ing.Rudolf Voráček,Ing.František Andrýsek,Ing.Zdeněk Brýdl,Ing.Luděk Kohout, Ing. Ladislav Šmejkal: Automatizace a automatizační technika II, Computer Press Praha )Ing.Robert Binder: Základy automatického řízení SNTL Praha 1985