Struktura

Vlastnosti regulačních členů

Vlastnosti regulačních členů

Vlastnosti všech členů regulačních obvodů se projevují na kvalitě regulace. Členy hodnotíme podle jejich statických a dynamických vlastností.

Statické vlastnosti regulačních členů

Statické (klidové) vlastnosti vyjadřujeme pomocí statické charakteristiky. Statická charakteristika je závislost výstupního signálu členu x2 na vstupním signálu x1 v ustáleném stavu.

Je–li statickou charakteristikou členu přímka, je člen lineární. Pokud se průběh charakteristiky od přímky odlišuje, je člen nelineární.

obrazek

Obr. 1: Statická charakteristika lineárního členu

Závislost mezi vstupním a výstupním signálem lineárního členu můžeme vyjádřit matematicky pomocí statického zesílení. Statické zesílení k je poměr výstupního a vstupního signálu v libovolném bodě:

obrazek

Členem s lineární statickou charakteristikou je například rezistor.

Známé nelineární členy jako stabilizační a usměrňovací diody, tranzistory, termistory apod. zahrnujeme pod pojem obecné nelinearity. V regulačních obvodech se vyskytují i další typické nelinearity, způsobené fyzikální omezeností systému. Příkladem může být pásmo necitlivosti, které se projevuje u servomotorů ( vliv tření), hystereze u elektromagnetického relé nebo vůle v převodech.

obrazek

Obr. 2: Příklady nelinearit

V některých případech lze v okolí pracovního bodu nahradit část nelineární charakteristiky přímkou a tím provést linearizaci členu.

obrazek

Obr. 3: Linearizace charakteristiky

Řešení obvodů s nelineárními členy je složité, proto se těmito obvody nebudeme zabývat.

Dynamické vlastnosti regulačních členů

Dynamické (pohybové)vlastnosti vyjadřují chování členů v přechodných dějích (v závislosti na čase). Přechodný děj nastane v regulačním obvodu při reakci na poruchy nebo změnu žádané hodnoty regulované veličiny. Můžeme získat informaci o zpožděních, která v systému vznikají, a o přenosu signálů s různou frekvencí.

Příklad:

Při regulaci teploty v peci dojde při výměně vsázky ke snížení teploty. Po zásahu regulátoru se bude teplota v peci po určitou dobu měnit až do ustálení na požadované hodnotě.

obrazek

Obr. 4: Odezva na změnu poruchové veličiny

Dynamické vlastnosti členů výrazně ovlivňují kvalitu regulace.

 

Zdroje

  • VORÁČEK, Rudolf, František ANDRÝSEK, Zdeněk BRÝDL, Luděk KOHOUT a Ladislav ŠMEJKAL.  Automatizace a automatizační technika II. 1. vyd. Praha: Computer Press, 2000, 218s. ISBN 80-7226-247-5.

Obrázky

  • Obr. 1, 2, 3 a 4: Archiv autora

Kontrolní otázka

Co popisují statické vlastnosti členů regulačních obvodů?

Kontrolní otázka

Co je statická charakteristika?

Kontrolní otázka

Co popisují dynamické vlastnosti členů regulačních obvodů?

Procvič si

Zakreslete statickou charakteristiku lineárního a nelineárního členu.

Logolink