Điều chỉnh vòng hở và vòng kín trong hệ thống điều khiển và tự động hóa

Việc duy trì giá trị điều khiển trong giới hạn xác định hoặc thay đổi nó theo một quy luật nhất định trong quá trình hoạt động của hệ thống điều khiển và tự động hóa có thể được thực hiện theo các vòng điều khiển đóng hoặc mở. Hãy xem xét một hệ thống (Hình 1) bao gồm kết nối nối tiếp: đối tượng điều chỉnh HOẶC, cơ quan điều chỉnh RO, bộ điều chỉnh P và Z chính — một thiết bị với sự trợ giúp của hành động chính được cung cấp cho hệ thống.

Trong quy định vòng hở (Hình 1, a), hành động tham chiếu x (T) đến bộ điều chỉnh từ chủ không phải là một chức năng của kết quả của hành động này trên đối tượng, nó được thiết lập bởi người vận hành. Một giá trị nhất định của tác động tham chiếu sẽ tương ứng với một giá trị hiện tại nhất định của biến điều khiển y(t), giá trị này sẽ phụ thuộc vào tác động gây nhiễu F(t). Để được giải thích về các thuật ngữ cơ bản, xem tại đây: Nguyên tắc chung của hệ thống tự động hóa tòa nhà

Hệ thống vòng hở về cơ bản là một chuỗi truyền trong đó hành động tham chiếu x (t) từ chủ sau khi được bộ điều khiển xử lý thích hợp bằng các tác động bên trong Z1(t) và Z2 (T) được chuyển đến đối tượng điều chỉnh, nhưng không có tác dụng ngược lại đối với vật trên bộ điều chỉnh.

Cơm. 1. Sơ đồ điều chỉnh cho các vòng mở (a) và đóng (b): З — điểm đặt, R — bộ điều chỉnh, RO — bộ phận điều chỉnh, OR — đối tượng điều chỉnh, x (T) Hoạt động điều chỉnh là, Z1(t) và Z2 (T) — ảnh hưởng quy định nội bộ, y (T) Giá trị được kiểm soát là F (T) Nó có tác động đáng lo ngại.

Ví dụ về điều khiển vòng hở và vòng kín

Trong bộ lễ phục. Hình 2a thể hiện sơ đồ điều khiển tốc độ quay động cơ vĩnh cửu E. Khi vị trí động cơ của biến trở P thay đổi, dòng điện kích thích trong cuộn dây kích thích của máy phát OVG G sẽ thay đổi, dẫn đến e của nó thay đổi. vân vân. pp. và do đó điện áp cung cấp cho động cơ D.

Máy phát điện tốc độ TG, được gắn trên cùng trục với động cơ D, phát triển e. đ. s tỷ lệ thuận với tốc độ quay của trục động cơ. Một vôn kế được kết nối với các chổi than của máy phát điện với thang đo được hiệu chỉnh theo đơn vị số vòng quay chỉ cho phép điều khiển trực quan các vòng quay của động cơ.

Nếu đặc tính của máy ổn định thì mỗi vị trí của động cơ biến trở sẽ tương ứng với một giá trị nhất định của tốc độ động cơ. Trong hệ thống này, bộ điều chỉnh tác động lên đối tượng, nhưng không có tác dụng ngược lại, tức là. hệ thống hoạt động trong vòng lặp mở.

Cơm. 2.Sơ đồ nguyên lý để điều khiển tốc độ động cơ DC vòng mở (a) đến vòng kín (b): R — biến trở, OVG — cuộn kích thích máy phát, G — máy phát, OVD — cuộn kích thích động cơ, D — động cơ, TG — máy phát tốc, DP là ổ đĩa động cơ của thanh trượt biến trở, U là bộ khuếch đại.

Nếu chúng ta kết nối đầu ra hệ thống với bộ điều khiển sao cho bộ điều khiển luôn nhận được hai tín hiệu — tín hiệu từ chủ và tín hiệu từ đầu ra đối tượng, thì chúng ta sẽ có một hệ thống vòng kín. Trong một hệ thống như vậy, không chỉ có tác động của bộ điều chỉnh lên đối tượng mà còn của đối tượng lên bộ điều chỉnh.

Trong Hình 2, b hiển thị sơ đồ điều khiển tốc độ của động cơ DC D, trong đó đầu ra của hệ thống được kết nối với đầu vào của hệ thống bằng bộ tạo tốc độ TG, bộ biến trở P, bộ khuếch đại Y và một động cơ DP của ổ trượt của biến trở P.

Có điều khiển tốc độ động cơ tự động ở đây. Bất kỳ thay đổi nào về tốc độ sẽ khiến tín hiệu xuất hiện trên động cơ DP, tín hiệu này sẽ di chuyển thanh trượt biến trở P sang một bên hoặc bên kia của vị trí tương ứng với tốc độ động cơ D đã cho.

Nếu tốc độ quay giảm vì một lý do nào đó, thì trượt của bộ biến trở P sẽ chiếm vị trí mà dòng điện kích thích trong cuộn dây kích thích của máy phát OB sẽ tăng lên. Điều này sẽ dẫn đến sự gia tăng điện áp của máy phát điện và theo đó, làm tăng số vòng quay của động cơ D, sẽ đảm nhận vị trí ban đầu.

Khi tốc độ của động cơ D tăng lên, thanh trượt biến trở P sẽ di chuyển theo hướng ngược lại, làm cho tốc độ của động cơ D giảm xuống.

Một hệ thống điều khiển tự động vòng hở độc lập, không có sự can thiệp của người vận hành, không thể thay đổi chế độ hoạt động của nó nếu các nhiễu đi vào hệ thống trở nên khác đi. Một hệ thống khép kín sẽ tự động phản ứng với mọi thay đổi xảy ra trong hệ thống.

Xem thêm: Các phương pháp điều khiển trong hệ thống tự động hóa