Қазақстан республикасы білім жӘне ғылым министрлігі

Екі позициялық реттеу жүйелері.
Екі позициялық реттеу жүйелерінің құрамында шығу шамасы реттеуші әсердің ең жоғарғы және ең төменгі шамаларына сәйкес келетін тек екі ғана мәнді қабылдай алатын екі позициялық немесе Пз-реттегіш бар. Мұндай жүйелер бейсызықтық жүйелерге жатады. Ең қарапайым жағдайда екі позициялық реттеу жүйесі теріс мәнді кері байланыспен қамтылған Пз-реттегіштің және жүйенің сызықтық бөлігінің ретті байланысы түрінде көрсетілуі мүмкін (5-1 сурет).
Айталық, ең жоғарғы реттеуші әсер жасалған жағдайда обьекттің х_max реттелетін шамасы өседі. Бұл жағдайда тұйық реттеу контурындағы кері байланыстың таңбасы теріс болу үшін реттегіштің минимумға салынған статикалық сипаттамасы болу керек (5-1 сурет).



V-1 сурет. Жүйеде симметриялық автотербелістер пайда болған жағдайдағы екі позициялық реттегіштің статикалық сипаттамасы (а), реттеуші әсердің өзгеруі к(б) және өтпелі процесс у(о).
Екі позициялық реттеу жүйесі жұмысқа қабілетті болу үшін Wx(p) және Wz(p) обьектісінің ху және zу арналары бойынша ауыстыратын функциялары тең болған жағдайда, х_min обьектісінің эквивалентті ауытқуының ағымдағы мәндері x_max>z>x_min аралығында болу керек. Соңғы жағдай обьектінің жүктемесі 7 негізгі әсер болса, және оның өзгеруі реттеуші әсерімен толықтыратын жағдайға сәйкес келеді.
Пз-реттегіш у реттелетін шаманың ағымдағы мәні оның u берілген мәнінен төмен болса x_max тең реттеуші әсерді шығарады (5-2 сурет); бұл жағдайда реттелетін шама өседі (6-2 сурет). Ағымдағы шама берілген шамаға жеткен кезде, х реттеуіш әсері сол сәтте х_min дейін төмендейді. Алайда, обьекттің инерциялық қасиеттері бар болғандықтан, реттелетін шама белгілі-бір уақыт бойы өсуін жалғастыра береді (жылдамдығы бара-бара азайып бара жатса да) де, содан кейін ғана төмендей бастайды. Реттелетін шама келесі рет берілген шамамен қиылысқан кезде, реттеуіш қайтадан реттеуіш әсерді құрып алады, бұл белгілі-бір уақыттан соң x_max реттелетін шаманың кезекті көтерілуіне алып келеді.
Сөйтіп, Пз-реттегіштер қолданылған жағдайда реттелетін технологиялық шама берілген шамаға қатысты тербеліс жасайды. Бұл амплитудасы А –ға тең және периоды Ткр тең орташа шамаға қатысты тербелістерді автотербелістер деп атайды.
Автотербелістер периоды
Т_кр=Т_вк+Т_отк
мұндағы Т_вк жане Т_отк - сәйкесінше белгілерді қосу және сөндіру мерзімдері
Пз-реттегіштің іске қосылу сәттері АРЖ-ның сызықтық бөлігінің қасиеттерімен және реттегіштің статикалық сипаттамасының түрімен анықталады.
Көп контурлы реттеу жүйелері
Көптеген химиялық технология обьекттері едәуір кешігіп жүреді және жоғары ауытқулармен сипатталады. Мұндай обьекттерді автоматтандыру кезінде бір контурлы жүйелердің қолданылуы реттеудің сапасын жоғарылатуға мүмкіндік бермейді. Сондықтан бұл обьекттінің реттеу сапасын жоғарылату әдісін үшін күрделі АРЖ-ны қолданады.
Күрілдеуік АСР. (Каскадты АРЖ-рі)
Кешігуі жоғары обьекттегі негізгі технологиялық шаманы реттеу кезінде күрілдеуік жүйелерде обьекттінің негізгі ауытқуларының және кешігу мерзімі аз реттеуші әсердің өзгеруіне әсер беретін қосымша шамалар жоғары кешігу мерзімімен қолданылады. Мұндай жағдайларда қосымша шамалардың тұрақтануы негізгі шаманың сапалырақ реттелуіне жағдай жасайды. Күрілдеуік жүйе әрқайсысы өз технологиялық (негізгі немесе қосымша) шамасын реттейтін бірнеше реттеу контурлардан құралады. Алайда күрілдеуік жүйелердің қолданылуы негізгі шаманы реттеу контурындағы кешігу қосымша шаманың реттеу контурынан едәуір жоғары болған жағдайда тиімді нәтижеге жеткізеді. Химиялық-технологиялық обьекттерді автоматтандыру кезінде көбінесе екі контурлы күрілдеуік жүйелер қолданылады.
Көп жағдайда күрілдеуік АРЖ – келесі типтері қолданылады: П-ПИ, ПИ-ПИ; ПИ-ПИД (бірінші тұрақтандыратын реттеуіш, ал екіншісі – түзететін реттеуіш болып табылады).
Төтенше реттеу жүйелері(экстремальді)
Бірқатар жағдайларда химиялық-технологиялық обьекттің оңтайлы режимі төтенше шамамен немесе технологиялық шамамен (реактордағы температура, күрделі газ қоспасында белгілі-бір құрамдауыштың шоғырлануы және т.б.), не болмаса техникалық-экономикалық шамалардың бірімен (обьекттің немесе техникалық құрылғының ПӘК, шығарылып жатқан өнімнің өзіндік құны және т.б.) сипатталады. Мұндай жағдайларда обьекттің статикалық сипаттамасы төтенше болады. Оның пішіні, сондай-ақ төтенше шамалары көптеген кіру шамаларына байланысты және уақыт өте өзгереді. Басқарушы әсерлермен қатар обьектке бірқатар ауытқулар әсер етеді (мысалы, шикізаттың құрамы, отынның жылу өткізу қабілеті, катализатордың белсенділігі, құрал-жабдықтардың тозу дәрежесі, қоршаған ортаның жағдайы және т.б.). Олардың белгілі-бір уақыт ішіндегі әсерін қарапайым құралдармен есептеу мүмкін емес.
Обьекттің тиімділік көрсеткішінің төтенше шамасына сәйкес келетін басқарушы әсерлердің шамаларына тек қана автоматты іздестіру жолымен қол жеткізуге болады. Ол үшін технологиялық обьекттің кірісіне алдымен сынамалы әсерлерді беріп, оларға берілетін әсерлерді талдайды, сосын осы талдауды ескере отырып, обьекттің шығыс шамасын төтенше шамаға жуықтата отырып, кіріс шамасын өзгертеді. Сынамалы және жұмысшы әсерлерді обьектке оның статикалық сипаттамасының экстремумына жеткенге дейін жібереді. Кейіннен обьекттің шығыс шамасы азая береді, соның салдарынан оның кірісіндегі жұмысшы әсерлердің реверсі орын алады. Нәтижесінде обьекттің шығыс шамасы статикалық сипаттамасы арқылы төтенше шамалар жанында тербелістік қозғалыстар жасайды.
Обьекттің статикалық сипаттамасының төтенше нүктесін іздестіру әдісі бойынша экстремум есте сақталатын, туындысы өлшенетін, қадамдық типті және үздіксіз әсер ету жүйелері болады.
Мысал ретінде, реттелетін шаманың төтенше шамасы жадыда сақталатын жүйенің жұмысын қарастырайық. Жүйенің атқарушы құрылғысы (1) реттеу обьектісінің кірісіне реттеуші әсерді (2) х-ті шығарады. Реттелетін шаманың ағымдағы мәнін жүйенің өлшеу түрлендіргіш (3) қабылдайды да, төтенше реттеуішке (4) келіп түседі. Төтенше реттегіш жады блогінан ЖБ, салыстыру элементінен (СЭ), импульсты қалыптастыру блогінан ИБ, триггерден Т, интегратордан И, параметр шектеулері блогінан ШБ құралады.
Төтенше реттеуіш (4) қалыптастыратын х шамасы мәжбүрлі түрде тұрақты жылдамдықпен өзгереді. Егер х өзгеру бағыты дұрыс таңдап алынған болса, онда у ағымдағы шамасы бара-бара төтенше мәніне жетеді. Х шамасы сол бағытта әрі қарай өзгерген жағдайда у реттелетін шамасы төтенше мәннен алыстай бастайды, яғни ең төмен мәндерге ие болады.

5-2сурет. Экстремумы жадыда сақталатын үздіксіз жұмыс істейтін төтенше реттеуіштің жүйелі жұмысының құрылымдық сұлбасы мен реттілігі:

1-атқару құрылғысы, 2-реттеу обьектісі, 3-өлшеу түрлендіргіші, 4-төтенше реттеуіш.
Бұл жағдайда төтенше реттеуіш реттелетін шаманың төтенше мәнін жадыда сақтап қалады да, кейіннен ағымдағы мәндермен теңеседі. У реттелетін шаманың ағымдағы мәні жадыда сақталған мәннен төмен мәнге тең болған сәтте және олардың арасындағы айырмашылық реттегіштің сезбеушілік аймағынан жоғары болған кезде, 8у реттегіш х шамасының жылжу бағытының өзгеруіне алып келетін х командалық белгісін шығарады. Бұл жағдайда реттелетін шама қайтадан төтенше мәнге жақындай бастайды да, оған жеткен соң алыстай береді. Осылайша, х реттегіш әсерді мәжбүрлеп өзгертудің салдарынан у ағымдағы мәні обьекттің статикалық сипаттамасының төтенше мәнінің маңында «тіміскілеп» жүреді.
Әдетте химиялық технология обьекттерінің инерциялылығы жоғары болады, сондықтан х реттеуіштің шығыс шамасын реверстеу кезінде біраз уақыт бойы у реттелетін шама төтенше мәннен алыстауын жалғастыра береді. Бұл жағдайда реттеуіш өздігінен іске қосылып кетпеу үшін оның жұмысы х командалық белгінің ұзақтығына сәйкес келетін t уақытқа кідіріп қалады.
Төтенше реттеуіште сонымен бірге ең жоғары мәндерден қандай да бір басқа технологиялық шамалар артып кететін болса, х шығыс шамасы реверстеледі. Бұл реттеуішті күйге келтіру параметрлері сезбеушілік аймағы, шығыс шамасының өзгеру жылдамдығы және іске қосылудың кідіру уақыты болып табылады.
Әдебиеттер: 9 негізгі [13-155]; 1 қосымша [32-89].