Статические и астатические САУ

Статическая - это система, в которой при действии на объ­ект постоянного по величине возмущения выходная величина по окончании динамического процесса, т.е. в установившемся режиме, принимает значение, отличное от заданного. Величина этой ошибки зависит от величины возмущения. Статическим системам присущ органический недостаток, определяемый жесткой связью между по­ложениями чувствительного элемента (ЧЭ) и регулирующего органа (РО). Отсюда, каждому положению РО соответствует определенное положение ЧЭ, которое может быть неравным заданному. Отклоне­ние управляемой величины Ху от задания в установившемся режи­ме называется статической ошибкой .

В САУ (рис. 1.16) роль чувствительного элемента выполняет поплавок П, а - регулирующего органа заслонка З. Изменение расхода Q_вых вызывает изменение уровня Н и перемещение заслонки З пока не наступит состояние нового равновесия Q_вых = Q_вх. Поплавок в зависимости от возмущения - отклонения Q_вых - занимает новое поло­жение, когда уровень Н равен заданному Hз. Поплавок выполняет не только роль чувствительного элемента, но и исполнительного меха­низма, оказывающего силовое воздействие на регулирующий орган. Наблюдается совмещение в одном физическом элементе нескольких функций по управлению. В силу этого для компенсации возмуще­ния необходимо смещение поп­лавка за счет изменения Н.

На рис. 1.17 показана стати­ческая характеристика системы со статической ошибкой:

Рис. 1.17. Статическая характеристика системы со статической ошибкой

Статические системы конструктивно просты, содержат мини­мально необходимый набор элементов для управления и поэтому отличаются высоким быстродействием. Однако требуются специ­альные меры для уменьшения статической ошибки.

В астатической системе при действии на объект постоянного по величине возмущения выходная величина по окончании пере­ходного процесса, т.е. в установившемся режиме, принимает значе­ние равное заданному, не зависимо от величины возмущения. Для получения астатизма необходимо избавится от органического недо­статка, присущего статическим системам - от жесткой связи между ЧЭ и РО.

 

В астатической САУ уровня (рис. 1.18) за поплавком остается только функция чувствительного элемента. Функция исполнитель­ного механизма передается электродвигателю. В этом случае одному и тому же положению ЧЭ можно поставить в соответствие различ­ные положения РО. Q_вых вызывает отклонение поплавка и образо­вание ошибки U приводящей в действие двигатель ЭД. Перемещение заслонки 3 происходит до тех пор пока U не станет равным нулю и поплавок не займет первоначальное положение. При любых значениях возмущений = 0. Статическая характеристика системы будет иметь вид (рис. 1.19).