Автоматты жҮйе элементтері жӘне автоматты жҮйелерді жіктеу

Автоматты жү йе ө зара байланысқ ан жә не белгілі бір қ ызымет атқ аратын дербес конструкциялық элементтен тұ рады, оларды автоматика элементтері немесе қ ұ ралдары деп атайды. Элементтерді жү йеде атқ аратын қ ызыметіне қ арай салыстырушы, тү зетуші, қ абылдаушы, жоспарлаушы, тү рлендіруші жә не атқ арушы деп ажыратады.

Қ абылдаушы элементтер не бастапқ ы тү рлендіріп бергіштер (датчиктер) технологиялық процесстердің басқ арылатын шамаларын ө лшейді де, оларды бір физикалық тү рден екінші бір физикалық шамағ а тү рлендіреді (мысалы, термоэлектрлік термометр температура айырымын термоЭҚ К-не тү рлендіреді).

Жоспарлаушы элементтер (баптау элементтері) арқ ылы жү йеге реттелетін шаманың қ ажет мә ні беріледі де оның нақ ты мә ні осы берілген мә нге сә йкес келуі тиіс.

Салыстырушы элементтер реттелетін шаманың берілген мә нін нақ ты мә німен салыстырады. Бұ л элементтің шығ ысында алынатын айырымдық сигнал атқ арушы элементке тікелей немесе кү шейткіш арқ ылы беріледі.

Тү рлендіруші элементтер сигналдың пайдалануғ а ың ғ айлы тү рге тү рлендіруін жә не оның қ уатын магниттік, электрондық жә не т.б. кү шейткіштер арқ ылы ү детуін жү зеге асырады.

Атқ арушы элементтер басқ ару объектісіне берілетін басқ ару ә серін тудырады. Олар басқ ару объектісіне берілетін не одан алынатын энергия немесе заттар санын ө згерту арқ ылы басқ арылатын шаманы берілген мә ніне сә йкес етіп ұ стап отырады.

Тү зетуші элементтер басқ ару процесінің сапасын жақ сарту ү шін қ ажет.

Автоматты жү йелерде кө рсетілген негізгі элементтерден басқ а қ осалқ ы элементтер де болады, оларғ а ауыстырып қ осқ ы қ ұ рылғ ылар мен қ орғ ау элементтері, резисторлар, конденсаторлар, сигнал беру жабдық тары жатады.

Автоматика элементтерінің қ олдану жә не технологиялық ерекшелігін айқ ындайтын арнайы сипаттамалар мен параметрлері болады.

Басты сипаттамалардың біріне элементтің статикалық сипаттамасы жатады. Статикалық сипттама деп, тұ рақ талғ ан режим кезіндегі шамасының шамасына тә уелділігін айтады:

. Кірістік шамасының таң басына сә йкес бейреверсивті (шығ ыстық шаманың таң басы ө згерістің барлық дең гейінде тұ рақ ты болғ анда) жә не реверсивті (кірістік шаманың таң басының ө згерісі шығ ыстық шаманың таң басының ө згерісіне ә келеді) статикалық сипаттамалар болып ажыратылады.

Динамикалық сипаттама элементтердің динамикалық режимде, яғ ни кірістік шаманың шапшаң ө згерген сә ттеріндегі жұ мысын бағ алау ү шін пайдаланылады. Оны ө тпелі сипаттамамен, беріліс функциясымен жә не жиілік сипаттамаларымен ө рнектейді. Ө тпелі сипаттама шығ ыстық шаманың t уақ ытқ а тә уелділігін кө рсетеді: кірістік сигналының секірмелі ө згерісі кезінде .

Беріліс коэффициентін элементтердің статикалық сипаттамасымен анық тауғ а болады. Оны статикалық, динамикалық (дифференциалдық) жә не салыстырмалы коэффициенттер деп ү ш тү рге бө леді.

шығ ыстық шамасының кірістік шамасына қ атынасын статикалық беріліс коэффициенті деп атайды, яғ ни . Нақ ты конструкциалық элементке қ атысты статикалық беріліс коэффициентін, мысалы, кү шейткіштерде- кү шейту коэффициенті, редукторларда-редукция коэффициенті, трансформаторларда-трансформациялау коэффициенті деп аталады.

Бейсызық ты сипаттамасы бар элементтер ү шін динамикалық беріліс (дифференциалдық) коэффициенті пайдаланылады, яғ ни

. , салыстырмалы беріліс коэффициенті элементтің . шығ ыстық шаманың салыстырмалы ө згерісінің кірістік шамасының салыстырмвлы ө згерісіне қ атынасыны тең:

, (1)

мұ ндағ ы мен – шығ ыстық жә не кірістік шамалардың номинал мә ндері.

Сезімталдық дең гей шығ ыстық шаманың айтарлық тай ө згерісі байқ алатын кірістік шаманың ең кіші мә ні. Ол элемент конструкциядағ ы тетіктер арасындағ ы ү йкеліс, саң ылау жә не люфтінің салдарынан болады.

Ауытқ у бойынша басқ ару принципі пайдаланылатын автоматты тұ йық талғ ан жү йелердің артық шылығ ына кері байланыстың болуы жатады. Кері байланыс ә рекетінің принципін электр қ ыздыру пешінің температурасын басқ ару жү йесі мысалы негізінде қ арастырайық. Температураны берілген шекте ұ стау ү шін объектіге берілетін басқ арушы ә сердің, яғ ни қ ыздырғ ыш элементке тү сірілетін кернеудің мә нін температураны ескере отырып ө згертеді. Темпеатураның бастапқ ы тү рлендіргіші арқ ылы жү йе шығ ысы оның кірісімен жалғ астырылады. Мұ ндай қ осылысты, яғ ни ақ парат (информация) басқ арушы ық палымен салыстырғ анда кері бағ ытта берілетін каналды кері байланыс деп атайды. Кері байланыс оң жә не теріс, қ атаң жә не икемді, негізгі жә не қ осалқ ы болып ажыратылады.

Оң кері байланыс деп, кері байланыс ә сері мен жоспарланғ ан ә сердің таң балары дә л келетін байланысты айтады. Ал дә л келмеген жағ дайда теріс кері байланыс делінеді.

Егер берілетін ә сер уақ ыт ө туіне тә уелсіз болып тек реттелетін параметрдің мә ніне ғ ана тә уелді болса, онда мұ ндай байланысты қ атаң кері байланыс деп атайды. Қ атаң кері байланыс жү йенің тұ рақ талғ ан, ә рі ө тпелі режимдері кездерінде де ә рекет етеді. Тек ө тпелі режимде ә рекет ететін байланысты икемді кері байланыс дейді. Икемді кері байланыс ө зі арқ ылы уақ ыт ө туімен басқ арылатын шама ө згерісінің бірінші не екінші туындысын ө ткізетіндігімен сипатталады. Икем-ді кері байланыстың шығ ысында сигнал тек басқ арылатын шама уақ ыт барысында ө згергенде ғ ана пайда болады.

Негізгі кері байланыс басқ ару жү йесінің шығ ысын оның кірісімен қ осады, яғ ни басқ арылатын шаманы жоспарлау қ ұ рылғ ысымен байланыстырады. Ал қ алғ ан кері байланыстар қ осымша не жергілікті деп аталады. Қ осымша кері байланыс жү йенің қ айсыбір буынынан алынғ ан ә сер сигналын алдың ғ ы тізбектегі кез-келген басқ а бір буынның кірісіне беріледі. Мұ ндай байланыс жеке элементтердің қ асиеті мен сипаттамасын жақ сарту ү шін пайдаланылады.

Автоматты жү йелерді ә р тү рлі белгілер бойынша жіктеуге болады.

1. Автоматтандыру дә режесіне байланысты

-қ ол жү йесі:

басқ ару, реттеу процессі қ олмен жү зеге асырылады.

-автоматтандырылғ ан жү йелер:

басқ ару, реттеу процессінің бір бө лігін операторлар жә не ЭВМ атқ арады да, қ алғ ан бө лігін автоматты қ ұ рылғ ылар атқ арады.

-автоматты жү йелер:

басқ ару, реттеу процесстері автоматты қ ұ рылғ ылардың кө мегімен жү зеге асырылады.

2. Реттеуші органғ а ә сер ету принципінің ық палдары бойынша

-тікелей ә сер ету жү йесі:

реттеуші органның қ озғ алысы тікелей датчик (сезімтал элемент) арқ ылы жү зеге асырылады.

-жанама ә сер ету жү йесі:

реттеуші органның қ озғ алысы қ осымша механизмнің кө мегімен жү зеге асырылады. Қ осымша механизмдер автономды қ орғ ау кө здерімен қ оректендіріледі.

3. Реттеу процесінің уақ ытқ а байланысы бойынша.

-ү здіксіз жү йе:

реттелетін шаманың ү здіксіз ө згерісіне реттеуші органның да ү здіксіз қ озғ алысы сә йкес келеді.

-дискретті жү йе:

реттелетін шаманың ү здіксіз ө згерісіне реттеуші органның ү здікті (дискретті) қ озғ алысы сә йкес келеді. Реттеуші органның іске қ осылу уақ ыттары реттеуішпен (релемен) анық талады. Мұ ндай реттеу заң дылық тары позициондық деп аталады.

4. Жү йелердің жұ мысын сипаттайтын тең деулердің тү ріне байланысты.

-сызық ты жү йелер - егер жү йелер сызық ты дифференциалдық тең деулермен сипатталса.

-бейсызық ты жү йелер- егер жү йелер бейсызық ты дифференциалдық тең деулермен сипатталса.

5. Реттеу тү рлері бойынша

-статикалық (пропорционалдық) реттеу кезінде реттелетін шама у(t) ө тпелі процесс аяқ талғ ан мезетте, алғ ашқ ыдан ө згеше, жаң а тұ рақ талғ ан мә нге ие болады.

- астатикалық реттеу кезінде реттелетін шама у(t) ө тпелі процесс аяқ талғ ан кейін бастапқ ы қ алпына келеді.

6. Реттелетін параметрлерді ө згерту заң дылығ ы бойынша:

-тұ рақ тандырушы АРЖ- ә сер ететін қ озулардан тә уелсіз реттелетін параметрді тұ рақ ты дең гейде (жіберілетін қ ателікпен) ұ стап тұ рады. Автоматты тұ рақ тандыру жү йесі, жү йенің жұ мыс процессінде басқ арылатын (реттелетін) ә сер тұ рақ ты шама болып қ алуымен сипатталады.

-программалық АРЖ- программалық реттеу жү йесінде, басқ ару ә сері уақ ыт функциясында немесе координата жү йесінде алдын ала берілген заң дылық бойынша ө згеретіндігімен, ал басқ арылатын параметр жіберілетін қ ателікпен басқ ару ә серінің ө згеру заң дылығ ын қ айталау керектілімен сипатталады.

-қ адағ алаушы АРЖ- қ адағ алаушы жү йелерде басқ ару ә сері айнымалы болып табылады, бірақ оның координата жә не уақ ыт бойынша ө згеру заң дылығ ы алдын ала белгісіз болады, ө йткені сигнал кө зі ретінде сыртқ ы кездейсоқ ә серлер жатады. Қ адағ алаушы АРЖ мә селесі болып шығ ыста басқ ару ә серін туғ ызу саналады, сондық тан қ адағ алаушы жү йелердің қ ателігі (басқ арылатын ә сер мен реттелетін параметрдің арасындағ ы айырым) орындау механизмі ү шін басқ ару сигналы болып табылады.