Принцип автоматического регулирования по возмущению

Регулированием по возмущению называется ситуация, когда управляющее воздействие на объект формируется в зависимости от величины задающего воздействия и одного или нескольких внешних воздействий на объект управления. Структурная схема САР по возмущению приведена на рис. 5.

Принцип регулирования по возмущению состоит в том, что для уменьшения или устранения отклонения регулируемой величины y(t) от заданного значения измеряется основное возмущающее воздействие f(t) и преобразуется в управляющее воздействие h(t), подаваемое на вход системы с целью компенсации вызванного возмущением отклонения регулируемой величины. Следовательно, в таких системах управляющее воздействие является функцией возмущающего воздействия.

В системах с принципом регулирования по возмущению для формирования управляющего воздействия h(t) используется непосредственная информация о возмущающем воздействии. Поэтому в таких системах имеется возможность полной компенсации влияния возмущающего воздействия на регулируемую величину y(t). Степень компенсации влияния возмущающего воздействия зависит от точности измерения возмущающего воздействия и характеристик объекта регулирования. Если в системе действует несколько возмущающих воздействий, все они могут быть скомпенсированы в отдельности таким же образом, если есть возможность их измерения. Но при этом усложняется система.

На практике компенсируются лишь возмущающие воздействия, наиболее резко влияющие на регулируемую величину и вызывающие значительные ее отклонения от требуемого значения. Такие возмущения называют основными. Второстепенными называют возмущения, вызывающие лишь незначительные отклонения регулируемой величины от заданного значения. То, что они устраняют влияние только основных возмущений, является главным недостатком таких САР. Кроме того, точность регулирования и компенсации снижаются при изменении характеристик объекта регулирования.

Это можно рассматривать как достоинство систем автоматического регулирования по возмущению, так как в этом случае не возникает проблемы обеспечения ее устойчивости, то есть постоянного значения выходного сигнала. Чаще всего системы автоматического регулирования по возмущению используются для поддержания постоянного уровня жидкостей в различных технологических процессах. В качестве примера такой системы рассмотрим структурную схему регулирования уровня жидкости в технологической емкости, приведенную на рис. 6.

Здесь возмущающим воздействием будет расход жидкости F2(t). Расход жидкости контролируется датчиком расхода (Д), сигнал с выхода которого поступает на автоматический регулятор (АР). Величина сигнала пропорциональна величине расхода, следовательно, по команде автоматического регулятора пропорционально расходу будет открываться и задвижка (З), которая обеспечит равенство притока жидкости величине ее потребления: F1(t) = F2(t). При этом сам фактический уровень жидкости Lф(t) не измеряется.