Regulação estática e astática

A regulação astática é chamada de regulação, na qual um valor constante é mantido em estado estacionário em diferentes valores de uma carga constante: um valor controlado igual ao valor definido.

Astatismo - uma propriedade de sistemas de medição ou sistemas de controle automático para reduzir a zero erros na regulação ou rastreamento de estado estacionário, que ocorreram sob a influência de controle ou influências perturbadoras neste sistema.

A lei da reprodução — o algoritmo de operação (a seguir vamos chamá-lo de característica de controle), sem levar em conta a insensibilidade do controlador, é expresso pela equação y a = yo = const.

Na presença de insensibilidade e quase sempre existe y = yО +Δyoх onde Δyo é o valor da insensibilidade do controlador.

Considere o princípio de operação dos reguladores astáticos e estáticos, usando o exemplo de operação de uma caixa d'água instalada na torre para fornecer água aos consumidores.

Na fig. 1a mostra um diagrama do controle de nível astático perto da água no tanque.A bóia 1 através da alavanca é conectada ao controle deslizante do reostato 2, com a ajuda do qual o motor DC 3, sempre que o controle deslizante sobe ou desce da posição intermediária, começa a girar em uma direção ou outra e move a válvula 4 (corpo regulador), até que o nível de água dado no tanque não seja restabelecido, ou seja, até que a tensão aplicada no circuito da armadura do motor seja igual a zero e ocorra um estado de equilíbrio (estado de equilíbrio).

Este regime corresponde a um determinado nível predeterminado de água no tanque, que para todas as condições de equilíbrio permanece estritamente constante até a insensibilidade do controlador. A insensibilidade do regulador neste caso é determinada pela presença de folga nas juntas e pela tensão de partida do motor, que é diferente de zero.

Arroz. 1. Esquema (a) e característica de controle (b) da regulação astática

Se denotarmos o fluxo de água através de q, então a representação gráfica da característica de controle em função da vazão q corresponderá à dependência mostrada na Fig. 1, b.

Figo. 1, mas pode-se observar que o corpo regulador (válvula 4) e o elemento sensível (bóia 1) não possuem uma conexão direta, mas são conectados entre si através de um motor DC e um reostato, portanto este sistema é uma conexão indireta sistema de controle… Aqui sempre, quando o elemento regulador é reposicionado de tal forma que a variável controlada (nível de água no tanque) é retornada a cada carga (caudal de água q) para um determinado valor. Dispositivos que realizam regulação astática são chamados de reguladores astáticos.

Juntamente com a estática, a regulação estática é amplamente utilizada na prática.

A regulação é chamada de controle estático se os valores da variável controlada que são estabelecidos após o final do processo transiente em diferentes valores de carga constante também assumirão diferentes valores constantes dependendo da carga.

Na fig. 2, a mostra um diagrama da regulação estática do nível de água no tanque principal. A bóia 1 atua diretamente no corpo regulador — válvula 2, portanto o regulador neste caso será um regulador de ação direta.

À medida que a vazão q de água aumenta, seu nível no tanque começará a diminuir, a bóia abaixará e moverá a válvula, aumentando a seção transversal do tubo de abastecimento e, consequentemente, a quantidade de água que entra pelo tubo por unidade tempo. Neste caso, o nível da água começará a subir, elevando a bóia e ao mesmo tempo a válvula.

O equilíbrio ocorrerá quando a entrada de água for igual ao seu consumo. Quanto maior a carga, ou seja, a vazão q, mais a válvula será aberta e, portanto, mais baixo o flutuador estará em equilíbrio. Portanto, neste esquema, à medida que a carga aumenta, o valor do nível de água (valor controlado y) diminuirá.

Arroz. 2... Esquema (a) e característica de controle (b) da regulação estática

Dispositivos que realizam regulação estática são chamados de reguladores estáticos... A característica de controle do regulador estático é expressa pela equação y = yО +Δy.

Controladores estáticos não mantêm um valor estritamente constante da variável controlada, mas com um erro chamado erro estático.

O erro estático é entendido como o maior desvio do valor controlado quando a carga passa de zero para nominal, ou seja, Δy = mentes — ymv

Na teoria de controle, para caracterizar o grau de dependência do desvio do valor controlado com a carga, costuma-se utilizar o conceito de erro estático relativo, ou estatismo de regulação.

Se a característica de controle estiver clara (Fig. 2, b), a estática será constante para todos os valores de carga. O valor estático (b) de cada regulador estático pode ser determinado da seguinte forma:

δ = (mentes — ymv) / uQuarta-feira,

onde ums — o valor máximo da variável controlada correspondente à carga q = 0, ymv — o valor mínimo da variável controlada correspondente à carga qnom, yCp =(ums — ymv) /2 — o valor da variável controlada tomada como base.

Um dos valores da variável controlada umax, ymin, y pode ser tomado como valor base. Avg, etc.

Os controladores estáticos, apesar do fato de serem inerentes ao erro estático, são amplamente utilizados porque são de projeto simples e fornecem operação estável em modos transitórios. Os reguladores astáticos são propensos a flutuações e na maioria dos casos não possuem a estabilidade necessária sem auxílios.