Regulação de malha aberta e fechada em sistemas de controle e automação

A manutenção do valor controlado dentro dos limites especificados ou a alteração de acordo com uma determinada lei durante a operação do sistema de controle e automação pode ser feita de acordo com malhas de controle abertas ou fechadas. Considere um sistema (Fig. 1) consistindo em serialmente conectado: objeto de regulação OR, corpo regulador RO, regulador P e Z principal - um dispositivo com a ajuda do qual a ação principal é fornecida ao sistema.

Na regulação em malha aberta (Fig. 1, a), a ação de referência x (T) vinda do mestre para o regulador não é função do resultado dessa ação no objeto, ela é definida pelo operador. Um determinado valor da ação de referência corresponderá a um determinado valor atual da variável controlada y (t), que dependerá da ação perturbadora F (t). Para obter uma explicação dos termos básicos, consulte aqui: Princípios gerais de sistemas de automação predial

O sistema de malha aberta é essencialmente uma cadeia de transmissão na qual a ação de referência x (t) do mestre após processamento adequado pelo controlador por meio de influências internas Z1(t) e Z2 (T) é transferida para o objeto de regulação, mas não há efeito reverso no objeto no regulador.

Arroz. 1. Esquemas de regulação para malhas abertas (a) e fechadas (b): З — ponto de ajuste, R — regulador, RO — corpo regulador, OU — objeto de regulação, x (T) A ação de ajuste é, Z1(t) e Z2 (T) — influências regulatórias internas, y (T) O valor controlado é F (T) Tem um efeito perturbador.

Exemplos de controle de malha aberta e fechada

Na fig. 2a mostra o esquema de controle de velocidade de rotação motor permanente E. Quando a posição do motor do reostato P mudar, a corrente de excitação na bobina de excitação do gerador OVG G mudará, resultando em uma mudança em seu e. etc. pp. e, portanto, a tensão fornecida ao motor D.

O tacogerador TG, montado no mesmo eixo do motor D, desenvolve e. d. s proporcional à velocidade de rotação do eixo do motor. Um voltímetro conectado às escovas do tacogerador com escala calibrada em unidades de rotações permite apenas o controle visual das rotações do motor.

Se as características das máquinas forem estáveis, cada posição do motor do reostato corresponderá a um determinado valor da velocidade do motor. Nesse sistema, o regulador age sobre o objeto, mas não tem efeito reverso, ou seja. o sistema opera em malha aberta.

Arroz. 2.Diagramas esquemáticos para controle de velocidade do motor CC de circuito aberto (a) a fechado (b): R — reostato, OVG — bobina de excitação do gerador, G — gerador, OVD — bobina de excitação do motor, D — motor, TG — tacogerador, DP é o inversor motor do controle deslizante do reostato, U é o amplificador.

Se conectarmos a saída do sistema ao controlador de forma que o controlador receba dois sinais o tempo todo - o sinal do mestre e o sinal da saída do objeto, obtemos um sistema de malha fechada. Em tal sistema há um efeito não apenas do regulador no objeto, mas também do objeto no regulador.

Na Fig. 2, b mostra um esquema de controle de velocidade do motor DC D, no qual a saída do sistema é conectada à entrada do sistema por meio de um tacogerador TG, um reostato P, um amplificador Y e um motor DP do acionamento deslizante do reostato P.

Há controle automático de velocidade do motor aqui. Qualquer alteração na velocidade fará com que apareça um sinal no motor DP que moverá o controle deslizante do reostato P para um lado ou outro da posição correspondente à velocidade dada do motor D.

Se a velocidade de rotação por algum motivo diminuir, o slide do reostato P assumirá uma posição em que a corrente de excitação na bobina de excitação do gerador OB aumentará. Isso levará a um aumento na tensão do gerador e, consequentemente, a um aumento nas rotações do motor D, que assumirá sua posição inicial.

À medida que a velocidade do motor D aumenta, a corrediça do reostato P se moverá na direção oposta, fazendo com que a velocidade do motor D diminua.

Um sistema de controle automático de malha aberta de forma independente, sem intervenção do operador, não pode mudar seu modo de operação se as perturbações que entram no sistema se tornarem diferentes. Um sistema fechado reage automaticamente a todas as mudanças que ocorrem no sistema.

Veja também: Métodos de controle em sistemas de automação