ઓટોમેશન સિસ્ટમ્સમાં નિયંત્રણ પદ્ધતિઓ

વી ઓટોમેશન સિસ્ટમ્સ નિયંત્રણની ત્રણ પદ્ધતિઓ લાગુ કરવામાં આવે છે:

1) નિયંત્રિત મૂલ્યના વિચલન દ્વારા,

2) ખલેલ દ્વારા (ભાર દ્વારા),

3) સંયુક્ત.

નિયંત્રિત ચલના વિચલન દ્વારા નિયમનની પદ્ધતિ ચાલો ડીસી મોટર સ્પીડ કંટ્રોલ સિસ્ટમના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીએ (ફિગ. 1).

ઓપરેશન દરમિયાન, મોટર ડી, નિયમનના ઑબ્જેક્ટ તરીકે, વિવિધ વિક્ષેપોનો અનુભવ કરે છે (મોટર શાફ્ટ પરના ભારમાં ફેરફાર, સપ્લાય નેટવર્કનું વોલ્ટેજ, જનરેટર ડીના આર્મેચરને ચલાવતી મોટરની ગતિ, આસપાસના ફેરફારો. તાપમાન, જે બદલામાં વિન્ડિંગ્સના પ્રતિકારમાં ફેરફાર તરફ દોરી જાય છે, અને તેથી પ્રવાહો વગેરે).

આ તમામ ગડબડને કારણે એન્જિનની ઝડપ D વિચલિત થશે, જે e માં ફેરફારનું કારણ બનશે. વગેરે v. ટેકોજનરેટર TG. રિઓસ્ટેટ P એ ટેકોજનરેટર TG1 ના સર્કિટમાં સમાવવામાં આવેલ છે... રિઓસ્ટેટ P1 દ્વારા લેવાયેલ વોલ્ટેજ U0 એ TG ટેકોજનરેટરના વોલ્ટેજ સામે સમાવવામાં આવેલ છે. આના પરિણામે વોલ્ટેજ તફાવત e = U0 — Utg જે એમ્પ્લીફાયર Y દ્વારા મોટર ડીપીને આપવામાં આવે છે જે રિઓસ્ટેટ P ના સ્લાઇડરને ખસેડે છે.વોલ્ટેજ U0 એ નિયંત્રિત ચલના સેટ મૂલ્યને અનુરૂપ છે — પરિભ્રમણ આવર્તન ωО, અને ટેકોજનરેટર વોલ્ટેજ Utg — પરિભ્રમણ ગતિનું વર્તમાન મૂલ્ય.

ચોખા. 1. ક્લોઝ્ડ-લૂપ ડીસી મોટર સ્પીડ કંટ્રોલ માટે યોજનાકીય આકૃતિઓ: R — રિઓસ્ટેટ, OVG — જનરેટર ઉત્તેજના કોઈલ, G — જનરેટર, OVD — મોટર ઉત્તેજના કોઈલ, D — મોટર, TG — ટેકોજનરેટર, DP — રિઓસ્ટેટ સ્લાઇડ ડ્રાઇવ મોટર, U — એમ્પ્લીફાયર

જો, વિક્ષેપના પ્રભાવ હેઠળ, આ મૂલ્યો (વિચલન) વચ્ચેનો તફાવત પૂર્વનિર્ધારિત મર્યાદા કરતાં વધી જાય, તો નિયમનકારને જનરેટરના ઉત્તેજના પ્રવાહમાં ફેરફારના સ્વરૂપમાં સંદર્ભ ક્રિયા પ્રાપ્ત થશે, જે આ વિચલનનું કારણ બનશે. ઘટાડો. સામાન્ય ડિફ્લેક્શન સિસ્ટમ અંજીરમાં રેખાકૃતિ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે. 2, એ.

ચોખા. 2... નિયમન પદ્ધતિઓની યોજનાઓ: a — વિચલન દ્વારા, b — ખલેલ દ્વારા, c — સંયુક્ત, P — નિયમનકાર, RO — નિયમનકારી સંસ્થા, અથવા — નિયમનનું ઑબ્જેક્ટ, ES — સરખામણીનું તત્વ, x(T) એ છે. સેટિંગ, Z1 (t) અને Z2 (t) — આંતરિક નિયમનકારી પ્રભાવો, (T) — એડજસ્ટેબલ મૂલ્ય, F(T) એક ખલેલ પહોંચાડતી અસર છે.

નિયંત્રિત ચલનું વિચલન નિયમનકારને સક્રિય કરે છે, આ ક્રિયા હંમેશા એવી રીતે નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે કે જેથી વિચલન ઘટે. મૂલ્યોમાં તફાવત મેળવવા માટે ε(t) = x(t) — y (f), એક સરખામણી તત્વ ES સિસ્ટમમાં દાખલ કરવામાં આવે છે.

વિચલનોના નિયંત્રણમાં નિયમનકારની ક્રિયા નિયંત્રિત ચલમાં ફેરફારના કારણને ધ્યાનમાં લીધા વિના થાય છે. આ નિઃશંકપણે આ પદ્ધતિનો મોટો ફાયદો છે.

વિક્ષેપ નિયંત્રણની પદ્ધતિ, અથવા વિક્ષેપ વળતર, એ હકીકત પર આધારિત છે કે સિસ્ટમ એવા ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરે છે જે વિક્ષેપ અસરમાં ફેરફારોના પ્રભાવને વળતર આપે છે.

ચોખા. 3... ડીસી જનરેટર વોલ્ટેજ રેગ્યુલેશનનો સ્કીમેટિક ડાયાગ્રામ: G — જનરેટર, ОВ1 અને ОВ2 — જનરેટરના ઉત્તેજના કોઈલ, Rн — લોડ પ્રતિકાર, F1 અને F.2 — ઉત્તેજના કોઈલના મેગ્નેટમોટિવ ફોર્સ, Rsh — પ્રતિકાર.

ઉદાહરણ તરીકે, ડાયરેક્ટ વર્તમાન જનરેટર (ફિગ. 3) ની કામગીરીને ધ્યાનમાં લો. જનરેટરમાં બે ઉત્તેજના વિન્ડિંગ્સ છે: OB1 આર્મેચર સર્કિટ સાથે સમાંતર જોડાયેલ છે અને OB2 પ્રતિકારક Ri સાથે જોડાયેલ છે... ફીલ્ડ વિન્ડિંગ્સ એવી રીતે જોડાયેલ છે કે તેમના પીપીએમ. F1 અને F.2 ઉમેરો. જનરેટર ટર્મિનલ વોલ્ટેજ કુલ પીપીએમ પર નિર્ભર રહેશે. F = F1 + F2.

જેમ જેમ લોડ કરંટ Az વધે છે (લોડ પ્રતિકાર Rn ઘટે છે) જનરેટર આર્મચરમાં વોલ્ટેજ ડ્રોપમાં વધારો થવાને કારણે જનરેટર વોલ્ટેજ UG ઘટવો જોઈએ, પરંતુ આવું થશે નહીં કારણ કે ppm. F2 ઉત્તેજના કોઇલ OB2 વધે છે કારણ કે તે લોડ વર્તમાન Az માટે પ્રમાણસર છે.

આનાથી કુલ પીપીએમમાં ​​વધારો થશે અને તે મુજબ, જનરેટર વોલ્ટેજની સમાનતા થશે. જ્યારે લોડ કરંટ બદલાય છે ત્યારે આ વોલ્ટેજ ડ્રોપ માટે વળતર આપે છે - જનરેટરની મુખ્ય ખલેલ. પ્રતિકાર RNS આ કિસ્સામાં તે એક ઉપકરણ છે જે તમને દખલ - લોડ માપવા માટે પરવાનગી આપે છે.

સામાન્ય કિસ્સામાં, વિક્ષેપ વળતર પદ્ધતિ દ્વારા સંચાલિત સિસ્ટમનો ડાયાગ્રામ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યો છે. 2, બી.

ચિંતાજનક પ્રભાવ વિવિધ કારણોસર થઈ શકે છે, તેથી તેમાંના એક કરતાં વધુ હોઈ શકે છે.આ સ્વચાલિત નિયંત્રણ સિસ્ટમના સંચાલનના વિશ્લેષણને જટિલ બનાવે છે. તે સામાન્ય રીતે રુટ કારણને લીધે થતી વિક્ષેપને જોવા સુધી મર્યાદિત હોય છે, જેમ કે લોડમાં ફેરફાર. આ કિસ્સામાં, નિયમનને લોડ નિયમન કહેવામાં આવે છે.

નિયમનની સંયુક્ત પદ્ધતિ (જુઓ. ફિગ. 2, c) અગાઉની બે પદ્ધતિઓને જોડે છે: વિચલન અને આક્રોશ દ્વારા. તેનો ઉપયોગ જટિલ ઓટોમેશન સિસ્ટમ્સના નિર્માણમાં થાય છે જ્યાં ઉચ્ચ-ગુણવત્તાનું નિયમન જરૂરી છે.

અંજીરમાંથી નીચે મુજબ છે. 2, દરેક ગોઠવણ પદ્ધતિમાં, દરેક સ્વચાલિત ગોઠવણ સિસ્ટમમાં એડજસ્ટેબલ (એડજસ્ટમેન્ટ ઑબ્જેક્ટ) અને એડજસ્ટિંગ (રેગ્યુલેટર) ભાગોનો સમાવેશ થાય છે. તમામ કિસ્સાઓમાં, નિયમનકાર પાસે એક સંવેદનશીલ તત્વ હોવું આવશ્યક છે જે નિર્ધારિત મૂલ્યમાંથી નિયંત્રિત ચલના વિચલનને માપે છે, તેમજ એક નિયમનકારી સંસ્થા કે જે તેના વિચલન પછી નિયંત્રિત ચલના સેટ મૂલ્યની પુનઃસ્થાપનાને સુનિશ્ચિત કરે છે.

જો સિસ્ટમમાં રેગ્યુલેટર સીધી સંવેદના તત્વમાંથી અસર મેળવે છે અને તેના દ્વારા કાર્ય કરવામાં આવે છે, તો આવી નિયંત્રણ સિસ્ટમને ડાયરેક્ટ કંટ્રોલ સિસ્ટમ કહેવામાં આવે છે અને રેગ્યુલેટરને ડાયરેક્ટ એક્ટિંગ રેગ્યુલેટર કહેવામાં આવે છે.

ડાયરેક્ટ-એક્ટિંગ રેગ્યુલેટરમાં, સેન્સિંગ એલિમેન્ટને રેગ્યુલેટિંગ બોડીની સ્થિતિ બદલવા માટે પૂરતી શક્તિ વિકસાવવી જોઈએ. આ સંજોગો સીધા નિયમનના ઉપયોગના ક્ષેત્રને મર્યાદિત કરે છે, કારણ કે તેઓ સંવેદનશીલ તત્વને નાનું બનાવવાનું વલણ ધરાવે છે, જે બદલામાં નિયમનકારી સંસ્થાને ખસેડવા માટે પૂરતા પ્રયત્નો મેળવવામાં મુશ્કેલીઓ ઊભી કરે છે.

પાવર એમ્પ્લીફાયરનો ઉપયોગ માપન તત્વની સંવેદનશીલતા વધારવા અને રેગ્યુલેટીંગ બોડીને ખસેડવા માટે પૂરતી શક્તિ મેળવવા માટે થાય છે. પાવર એમ્પ્લીફાયર સાથે કાર્યરત રેગ્યુલેટરને પરોક્ષ નિયમનકાર કહેવામાં આવે છે, અને સમગ્ર સિસ્ટમને પરોક્ષ નિયમન સિસ્ટમ કહેવામાં આવે છે.

પરોક્ષ નિયંત્રણ પ્રણાલીઓમાં, બાહ્ય ઉર્જા સ્ત્રોતમાંથી અથવા નિયંત્રિત ઑબ્જેક્ટની ઊર્જાને કારણે કાર્ય કરતી નિયમનકારી સંસ્થાને ખસેડવા માટે સહાયક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, સંવેદનશીલ તત્વ માત્ર સહાયક મિકેનિઝમના નિયંત્રણ તત્વ પર કાર્ય કરે છે.

નિયંત્રણ ક્રિયાઓના પ્રકાર અનુસાર ઓટોમેશન નિયંત્રણ પદ્ધતિઓનું વર્ગીકરણ

કંટ્રોલ સિગ્નલ કંટ્રોલ સિસ્ટમ દ્વારા રેફરન્સ વેરીએબલ અને સેન્સરમાંથી સિગ્નલના આધારે જનરેટ કરવામાં આવે છે જે નિયંત્રિત ચલના વાસ્તવિક મૂલ્યને માપે છે. પ્રાપ્ત નિયંત્રણ સિગ્નલ નિયમનકારને આપવામાં આવે છે, જે તેને ડ્રાઇવની નિયંત્રણ ક્રિયામાં રૂપાંતરિત કરે છે.

એક્ટ્યુએટર ઑબ્જેક્ટના નિયમનકારી સંસ્થાને એવી સ્થિતિ લેવા દબાણ કરે છે કે નિયંત્રિત મૂલ્ય સેટ મૂલ્ય તરફ વળે છે. સિસ્ટમ ઓપરેશન દરમિયાન, નિયંત્રિત ચલનું વર્તમાન મૂલ્ય સતત માપવામાં આવે છે, તેથી નિયંત્રણ સિગ્નલ પણ સતત જનરેટ થશે.

જો કે, ડ્રાઇવની નિયમનકારી ક્રિયા, નિયમનકારના ઉપકરણના આધારે, સતત અથવા તૂટક તૂટક હોઈ શકે છે. અંજીરમાં. 4, a એ સેટ મૂલ્ય y0 થી સમયસર નિયંત્રિત મૂલ્ય y નું વિચલન વળાંક Δu બતાવે છે, જ્યારે તે જ સમયે આકૃતિના નીચેના ભાગમાં તે બતાવવામાં આવ્યું છે કે નિયંત્રણ ક્રિયા Z કેવી રીતે સતત બદલવી જોઈએ.તે નિયંત્રણ સિગ્નલ પર રેખીય રીતે નિર્ભર છે અને તબક્કામાં તેની સાથે એકરુપ છે.

ચોખા. 4. મુખ્ય પ્રકારનાં નિયમનકારી પ્રભાવોના આકૃતિઓ: a — સતત, b, c — સામયિક, d — રિલે.

નિયમનકારો જે આવી અસર ઉત્પન્ન કરે છે તેને સતત નિયમનકારો કહેવામાં આવે છે, અને નિયમન પોતે જ એક સતત નિયમન છે... આ સિદ્ધાંત પર બનેલા નિયમનકારો માત્ર ત્યારે જ કાર્ય કરે છે જ્યારે કોઈ નિયંત્રણ ક્રિયા હોય, એટલે કે જ્યાં સુધી વાસ્તવિક અને નિર્ધારિત વચ્ચે વિચલન ન હોય ત્યાં સુધી નિયંત્રિત ચલનું મૂલ્ય.

જો ઓટોમેશન સિસ્ટમના સંચાલન દરમિયાન, સતત નિયંત્રણ સિગ્નલ સાથેની નિયંત્રણ ક્રિયા ચોક્કસ અંતરાલો પર વિક્ષેપિત થાય છે અથવા અલગ કઠોળના સ્વરૂપમાં પૂરી પાડવામાં આવે છે, તો પછી આ સિદ્ધાંત પર કાર્યરત નિયંત્રકોને સામયિક નિયમનકારો (પગલું અથવા પલ્સ) કહેવામાં આવે છે. સૈદ્ધાંતિક રીતે, સામયિક નિયંત્રણ ક્રિયા રચવાની બે સંભવિત રીતો છે.

અંજીરમાં. 4, b અને c નિયંત્રિત મૂલ્યમાંથી સતત વિચલન Δ સાથે તૂટક તૂટક નિયંત્રણ ક્રિયાના આલેખ દર્શાવે છે.

પ્રથમ કિસ્સામાં, નિયંત્રણ ક્રિયા સમાન સમયગાળાના અલગ-અલગ કઠોળ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે Δt, સમાન સમયના અંતરાલોને અનુસરીને T1 = t2 = t આ કિસ્સામાં કઠોળની તીવ્રતા Z = e(t) ના મૂલ્યના પ્રમાણસર છે. નિયંત્રણ ક્રિયાની રચનાની ક્ષણે નિયંત્રણ સંકેત.

બીજા કિસ્સામાં, તમામ કઠોળની કિંમત સમાન Z = e(t) હોય છે અને નિયમિત અંતરાલ T1 = t2 = t પર અનુસરે છે, પરંતુ તેની અવધિ ΔT અલગ હોય છે. આ કિસ્સામાં, કઠોળની અવધિ નિયંત્રણ ક્રિયાની રચના સમયે નિયંત્રણ સંકેતની કિંમત પર આધારિત છે.નિયમનકારની નિયમનકારી ક્રિયા અનુરૂપ વિરામ સાથે નિયમનકારી સંસ્થાને સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે, જેના કારણે નિયમનકારી સંસ્થા વિરામ સાથે તેની સ્થિતિ પણ બદલે છે.

વ્યવહારમાં, તેઓ રિલે કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સનો પણ વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે... ચાલો બે-પોઝિશન કંટ્રોલ (ફિગ. 4, ડી) સાથે રેગ્યુલેટરના ઑપરેશનના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને, રિલે કંટ્રોલના ઑપરેશનના સિદ્ધાંતને ધ્યાનમાં લઈએ.

ઑન-ઑફ કંટ્રોલ રેગ્યુલેટરમાં એવા નિયમનકારોનો સમાવેશ થાય છે કે જેની પાસે માત્ર બે સ્થિર સ્થિતિ હોય છે: એક — જ્યારે નિયંત્રિત મૂલ્યનું વિચલન સેટ સકારાત્મક મર્યાદા + Δy કરતાં વધી જાય અને બીજું — જ્યારે વિચલન સાઇન બદલાય છે અને નકારાત્મક મર્યાદા -Δy સુધી પહોંચે છે.

બંને સ્થિતિઓમાં સમાયોજિત કરવાની ક્રિયા નિરપેક્ષ મૂલ્યમાં સમાન છે પરંતુ ચિહ્નમાં અલગ છે, અને ગવર્નર દ્વારા આ ક્રિયા ગવર્નરને એવી રીતે તીવ્ર રીતે ખસેડવા માટેનું કારણ બને છે કે ડિફ્લેક્શનનું સંપૂર્ણ મૂલ્ય હંમેશા ઘટે છે. જો વિચલન Δу અનુમતિપાત્ર હકારાત્મક મૂલ્ય + Δу (બિંદુ 1) સુધી પહોંચે છે, તો રિલે ટ્રિગર થશે અને નિયંત્રણ ક્રિયા -Z નિયમનકાર અને નિયમનકારી સંસ્થા દ્વારા ઑબ્જેક્ટ પર કાર્ય કરશે, જે ચિહ્નમાં વિરુદ્ધ છે પરંતુ સમાન છે નિયંત્રણ ક્રિયા + Z ના હકારાત્મક મૂલ્યની તીવ્રતા. નિયંત્રિત મૂલ્યનું વિચલન ચોક્કસ સમયગાળા પછી ઘટશે.

બિંદુ 2 પર પહોંચતા, વિચલન Δy અનુમતિપાત્ર નકારાત્મક મૂલ્ય -Δy ની બરાબર થઈ જશે, રિલે કાર્ય કરશે અને નિયંત્રણ ક્રિયા Z તેના ચિહ્નને વિરુદ્ધમાં બદલશે, વગેરે. અન્ય નિયંત્રકોની તુલનામાં રિલે નિયંત્રકો, ડિઝાઇનમાં સરળ છે, પ્રમાણમાં સસ્તું અને તે સુવિધાઓમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે જ્યાં ખલેલ પહોંચાડનારા પ્રભાવો માટે ઉચ્ચ સંવેદનશીલતા જરૂરી નથી.