Regulador (teoría de control)
Regulador , o dispositivo de control , - en la teoría del control automático , un dispositivo que monitorea el estado del objeto de control como un sistema y genera señales de control para él. El controlador monitorea el cambio en algunos parámetros del objeto de control (directamente o con la ayuda de observadores ) y reacciona a su cambio con la ayuda de algunas acciones de acuerdo con la calidad de control especificada.
Principios básicos
El regulador es un elemento del sistema de control.
Un sistema de control de retroalimentación se denomina "cerrado", y un sistema sin retroalimentación (es decir, solo con conexión directa) se denomina "abierto", "abierto". [una]
La mayoría de las aplicaciones prácticas utilizan sistemas de control de circuito cerrado.
La gran mayoría de los reguladores funcionan según el principio de retroalimentación negativa para compensar las perturbaciones externas que actúan sobre el objeto de control y elaborar la ley de control especificada desde el exterior o integrada en el sistema. Para determinar la ley de control, se utiliza información sobre el modelo matemático del objeto, que se considera conocida de antemano.
Calidad regulatoria
Criterios para evaluar la calidad de la regulación :
- velocidad de control (tiempo para reducir el error de control a un valor predeterminado);
- precisión como error de estado estacionario y como cantidad de sobreimpulso ;
- margen de estabilidad y la ausencia de oscilaciones, incluidas las amortiguadas.
La más común, por su universalidad, es la ley de control PID , que proporciona una calidad de control aceptable en la mayoría de los casos, pero no siempre es óptima en cada aplicación específica, es decir, a veces puedes arreglártelas con una ley de regulación más simple. Un ejemplo de un controlador complejo y eficiente es un controlador basado en el filtro de Kalman .
Tipos
Los reguladores se dividen según varios criterios:
- Según el principio general de funcionamiento: controladores adaptativos, modales, robustos , etc.
- Según la linealidad de la ley de regulación: reguladores lineales y no lineales.
- Según la ley de regulación implementada (para reguladores lineales). La ley de regulación se entiende como la dependencia analítica principal y fundamental de la acción de salida del regulador sobre el objeto regulado a partir del cambio en la señal de entrada que recibe el regulador del objeto regulado. En consecuencia, existen:
- proporcional ( controlador P )
- integrando ( controlador I )
- diferenciador ( regulador D )
- integrador proporcional ( controlador PI )
- proporcional-derivada ( controlador PD )
- proporcional-integral-derivada ( controlador PID )
- Por tipo de energía consumida
- neumático
- eléctrico
- hidráulico
Los tipos neumáticos incluyen tipos de reguladores proporcional, proporcional-integral y proporcional-integral-derivado y un regulador de chorro . En los reguladores neumáticos de todo tipo, el portador de señales entre los elementos individuales es aire comprimido. Los sistemas no tienen líneas de comunicación eléctrica ni dispositivos de contacto eléctrico, por lo que se pueden utilizar para automatizar procesos en condiciones de funcionamiento peligrosas por explosión e incendio. La acción de los reguladores de chorro se basa en la interacción aerodinámica de los flujos de aire del chorro.
Los reguladores eléctricos también son de varios tipos: multicanal, tipo RP2, que es un dispositivo de relé sin contacto con control de pulso del actuador. También el tipo P, que no es un dispositivo de control, sino una unidad de control con un principio de funcionamiento similar. Otro tipo de RF, que es un controlador discreto-continuo y puede usarse como un dispositivo correctivo [2] .
Uno de los tipos de sistemas desarrollados por separado es un regulador electrónico . Estos circuitos suelen utilizar transductores de medición estándar.
Regulador integral con estructura variable
Para garantizar los indicadores de la más alta calidad de los procesos tecnológicos con parámetros interrelacionados, es mejor cambiar las acciones de control que son necesarias, de acuerdo con las características estáticas de los objetos, solo para compensar las perturbaciones. La estructura sintonizable del controlador integral proporciona control de cambios mínimos en las acciones regulatorias de los objetos inerciales. Los componentes principales de la estructura son el circuito de seguimiento y el dispositivo lógico. Se genera una coordenada auxiliar en el lazo del servo. Y en el dispositivo lógico se forma una ley de control lógico . Dependiendo de la combinación de signos de coordenadas auxiliares, la ley de control cambia para cambiar la estructura del sistema. Después de seleccionar la estructura, se abre un canal de control para transmitir una señal de error al integrador. Cuando se ajusta de manera óptima a la perturbación máxima, el controlador en cuestión compensa con precisión la perturbación en una carrera continua del actuador. [3]
Véase también
- controlador PID
- controlador robusto
- Sistema de control automático
- Respuesta frecuente
- Respuesta de fase
- Respuesta de frecuencia de fase de amplitud
- Respuesta de frecuencia de fase de amplitud logarítmica
- Método de amplitud compleja
- Amplitud
Notas
- ↑ Rotach Vitaly Yakovlevich. Teoría del Control Automático . - 5to. - Moscú: CJSC "Editorial MPEI", 2008. - P. 8 -12. — 396 pág. - ISBN 978-5-383-00326-8 .
- ↑ Kaganov V.Yu., Blinov O.M., Glinkov G.M., Morozov V.A. Automatización de hornos metalúrgicos. - M. : Metalurgia, 1975. - S. 139-150. — 376 pág. — ISBN 3102-198.
- ↑ Shidlovsky S. V. Automatización de procesos tecnológicos y producción: Libro de texto. -Tomsk: NTL Publishing House, 2005. - págs. 40-42 - 100 pág.
 En catálogos bibliográficos |
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