Mühazirəçi: T. E. N., Prof. İ. M.Əliyev FƏNN: avtomatikanin əsaslari mühazirə 11

AZƏRBAYCAN RESPUBLİKASI KƏND TƏSƏRRÜFATI NAZİRLİYİ
AZƏRBAYCAN DÖVLƏT AQRAR UNİVERSİTETİ

MÜHƏNDİSLİK fakültəsi

ELEKTRİK MÜHƏNDİSLİYİ kafedrası


Mühazirəçi: T.E.N., PROF. İ.M.Əliyev


FƏNN: AVTOMATİKANIN ƏSASLARI


Mühazirə 11
MÖVZU: AVTOMATİKANIN TƏNZİMLƏYİCİLƏRİ
P L A N

1. 
   Avtomatikanın tənzimləyicilərinin təsnifatı.
   
2. 
   Tənzimləmə qanunları.
   

ƏDƏBİYYAT

1. 
   A.Ə.Əfəndizadə Avtomatik idarəetmə nəzəriyyəsi. Bakı 1981.
   
2. 
   В.И.Загинайлов, Л.Н.Шеповалова. Основы автоматики. М.2001.
   
3. 
   İ.M.Əliyev, Q.İ.Abbasov Avtomatikanın əsasları. Gəncə 2008.
   

GƏNCƏ 2011


AVTOMATİKANIN TƏNZİMLƏYİCİLƏRİ
İdarəetmə obyektinə qoşulan və idarə olunan kəmiyyəti verilmiş həddə yaxud verilmiş idarəetmə alqoritminə uyğun olaraq dəyişdirən avtomatika vasitələrinin məcmuuna avtomatik tənzimləyici deyilir.

İdarəetmə obyektində texnoloji prosesi düzgün yerinə yetirmək üçün lazım olan qaydaların məcmuuna idarəetmə alqoritmi deyilir.

Tənzimləyicinin təyinatı və quruluşundan asılı olmayaraq onu ümumi funksi­onal-struktur sxem şəkilində göstərmək olar (şək 1).

Şək.1. Tənzimləyicinin funksional-struktur sxemi

M_f – həyacanlandırıcı təsir; İO –idarəetmə obyekti; İÇ – ilk çevirici; MO – müqayisə və tapşırıcı orqan; GCO –gücləndirici-çevirici orqan; İM – icra orqanı (icra mexanizmi); Ə R -əks rabitə.
Bunlardan başqa tənzimləyici qidalanma bloku QB, təshihləyici elementlər, sazlanma dəstəyi, iş rejimlərinin siqnal lampaları, göstərici cihazlar və digər köməkçi elementlərdən ibarətdir.
AVTOMATİK TƏNZİMLƏYİCİLƏRİN TƏSNİFATI
Avtomatik tənzimləyicilər müxtəlif əlamətlərə görə aşağıdakı siniflərə bölünürlər:

1. Tənzim olunan kəmiyyətin növünə görə tənzimləyicilər temperatur, nəmlik, səviyyə, təzyiq, sürət, sərf, işıqlanma, gərginlik, güc, fırlanma tezliyi və s. tənzim­ləyicilərə bölünürlər.

2. İstifadə olunan enerjinin növünə görə tənzimləyicilər düzünə (bilavasitə) və dolayı (vasitəli) təsirli tənzimləyicilərə bölünür. Dolayı təsirli tənzimləyicilərə elektrik, mexanik, hidravlik, pnevmatik və kombinə edilmiş tənzimləyicilər aiddir.

Bilavasitə təsirli tənzimləyicilərdə tənzimləyici orqanı hərəkətə gətirmək üçün həssas elementdə yaranan enerjidən istifadə olunur.

İdarəedici quruluşunun yerdəyişməsi vericinin (həssas elementin) enerjisi hesabına həyata keçirilən tənzimləyiciyə düzünə (birbaşa, bilavasitə) təsirli tənzim­ləyici deyilir.

Vasitəli mtəsirli tənzimləyicilərdə tənzimləyici orqanı hərəkətə gətirmək üçün əlavə enerji mənbəyindən istifadə edilir.

İdarəedici orqanının yerdəyişməsi kənar mənbə hesabına həyata keçirilən tənzimləyiciyə dolayı (vasitəli) təsirli tənzimləyici deyilir.

3. Konstruktiv quruluşuna görə tənzimləyicilər cihaz, aparat və aqreqat növlü tənzimləyicilərə bölünürlər.

4. Tənzimləmə prinsipinə görə tənzimləyicilər meyeetmə (Polzunov –Vaat), həyəcanlandırıcı (Ponselye- Şipanov) və kombinə edilmiş tənzimləyicilərə bölünürlər.

Parametrin verilmiş qimətindən meyl etməsi prinsipi üzrə işləyən tənzimləyici idarə olunan kəmiyyətin verilmiş qiymətindən meyl etməsini ölçür və icra bloku vasitəsilə tənzimləmə obyektinə təsir edir.

Parametrin verilmiş qiymətindən meyl etməsini yaradan səbəb (həyəcanlan­dırıcı təsir) prinsipi üzrə işləyən tənzimləyicilər əsasən aşıq sistemlərin qurulmasında istifadə olunur və ona görə də çox kiçik tətbiq sahəsinə malikdir. Bu prinsip üzrə işləyən tənzimləyici adətən planlaşdırılmamış təsirlərin məhdud sayını qavrayır.

Tənzimləmənin meyeetmə və həyacanlandırıcı təsir üzrə tənzimləmə prinsiplərini qzündə birləşdirən tənzimləmə prinsipi qarışıq (kombinəedilmiş) tənzimləmə prinsipi adlanır.

5. İdarə alqoritminə görə tənzimləyicilər sabitləşdirici, proqram, izləyici və özüsazlanan (adoptiv) tənzimləyicilərə bölünürlər.

Sabitləşdirici tənzimləyicidə idarə olqaritmi idarə olunan kəmiyyətin sabit saxlanma qaydasına malik olur. Dənin qurudulma prosesinin, mühərrikin fırlanma sürətinin, gərginliyin elektromaqnit avtomatik tənzimləyicilərini misal göstərmək olar.

Sabitləşdirici (stabil) tənzimləyici statik rejimdə çıxış və giriş kəmiyyətləri arasında müəyyən asılılıqlarla xarakterizə olunur.

Şək. 2. Statik (a) və astatik (b) tənzimləmənin xarakteristikaları

Həmin asılılıq aşağıdakı tənliklə ifadə olunur.

(1)

burada S-sabit olub, nəzərdə tutulan qiymətə bərabərdir;

(x)- statik səhv,daha doğrusu x giriş təsirindən asılı olan idarə olunan kəmiyyətin meyl etməsidir;

U- idarə olunan kəmiyyətdir.

Mayeetməni qiymətləndirmək üçün tənzimləyicinin qeyri-müntəzəmlik əmsalı (dərəcəsi)

(2)

və tənzimləyicinin statizm əmsalından

(3)

Istifadə olunur.

burada X_n və Y_n – giriş və çıxış kəmiyyətlərinin nominal qiymətləri;

Y₁ və Y₂ – X₁ və X₂ giriş kəmiyyətlərinə müvafiq olan çıxış kəmiyyətlərinin qiymətləridir.

Əgər bütün idarəetmə zonasında = 0 və K_st = 0 əmsalları sıfıra bəırabər olarsa, onda idarəetmə və tənzimləyici astatik adlanır. Əgər və olarsa, onda idarəetmə və avtomatik tənzimləyici statik adlanır.

Statik və avtatik idarəetmənin xarakteristikaları qrafiki olaraq adətən bir xətdən ibarət olur. Həqiqətən tənzim olunan kəmiyyətin müəyyən dəyişmə zonası vardır. Həmin zonanın eni avtomatik sistemin E qeyri-həssaslığını göstərir. Bu isə əsas etibarilə Y-in kiçik meye etmələrinə qarşı vericilərin qeyri-həssas olmasına səbəb olur.

Sistemin qeyri-həssaslığını nəzərə almaqla idarə xarakteristikası aşağıdakı tənliklə ifadə olunur.

(4)

Astatik idarəetmədə=0 daha doörusu idarə olunan kəmiyyət idarə obyek­tinin iş rejimindən asılı olmayaraq sabit qiymətini saxlayır.

İdarə alqəritmi idarə olunan kəmiyyətin əvvəlcədən verilmiş zaman funksiya­sına müvafiq olaraq dəyişdirilmə qaydasına malik olan tənzimləyiciyə proqram avto­matik tənzimləyici deyilir.

Maşın hissələrini termiki emal etmək üçün nəzərdə tutulan sobalarda tempera­turun proqram üzrə tənzimlənməsi, istilikxanalarda və quşçuluq binalarında əlavə süni işıqlanmanın və şüalanma avtomatik idarəetmə sistemini göstərmək olar. Tənzimləyici ciddi proqram üzrə günün müəyyən vaxtlarında qrup işıqlanma lampa­larını dövrəyə qoşur yaxud açır.

İdarə alqoritmi idarə olunan parametri girişdəki əvvəlcədən verilmiş naməlum dəyişən kəmiyyətin qiymətindən asılı olaraq dəyişdirmə qaydasına malik olan tənzimləyiciyə işləyici avtomatik tənzimləyici deyilir. İzləyici tənzimləyiciyə misal olaraq çuğundur yığan kombaynın çuğundur cərgələri üzrə avtomatik sürülmə sistemini, əvvəlcədən çəkilmiş şırıma yaxud torpağa qoşulmuş kabelə uyğun olaraq şumlamada traktorun avtomatik sürfülməsini göstərmək olar.

Özüsazlanan (adaptiv) tənzimləyici nəinki verilmiş idarə alqoritminə müvafiq olaraq təsir edir, həmçinin o konkret şəraitdən asılı olaraq ən əlverişli rejim əldə etmək üçün bu alqoritmi müstəqil (sərbəst) dəyişə bilir. Belə tənzimlənyicinin iş rejimi bir sıra keyfiyyət göstəriciləri ilə xarakterizə olunur.

6. İdarəetmə obyektinə göstərilən təsirə görə (təsir xarakterinə görə) tənzim­ləyicilər fasiləsiz (mqtənasib), fasiləli (impuls, diskret) və rele tənzimləyicilərinə bö­lünürlər.

1. Fasiləsiz (mütinasib) təsirli tənzimləyici onunla xarakterizə edilir ki, tənzimləmə prosesi zamanı onun çıxışındakı Y siqnalı fasiləsiz zaman funksiyası olur və girişdəki X təsir kəmiyyətinə mütənasib olur.

2. İmpuls təsirli tənzimləyicidə tənzimləmə prosesində y idarə edici çıxış siqnalı parametrləri (amplituda, davamiyyət yaxud tezlik) girişdəki X kəmiyyətilə müəyyən şəkildə əlaqədar olan impulslar ardıcıllığından ibarət olur.

3. Rele təsirli tənzimləyici onunla xarakterizə edilir ki, idarəetmə prosesində onun şıxışındakı y siqnalı X giriş kəmiyyətindən asılı olaraq iki yaxud üç müəyyən (vəziyyət) qiymətlər (mövqelər) alır. Rele tənzimləyiciləri 2 mövqeli və 3 mövqeli tənzimləyicilərə bölünürlər.

İki məvqeli (vəziyyətli) tənzimləyici yalnız iki dayanıq vəziyyət tutur.

Üç mövqeli (vəziyyətlə) tənzimləyici üç dayanıq vəziyyətdən birini tutur.

İdarə olunan kəmiyyətin -dan meyletmə diapazonunda tənzimləyici neytral vəziyyətdə olur.

Şəkil 3-də göstərilmiş temperatur releləri iki mövqeli (şək. b) və üç mövqeli (şək. ) bilavasitə təsirli tənzimləyicilərə misaldır.

Şək. 3. Fasiləsiz (b), impuls (C), iki vəziyyətli (d) və üş vəziyyətli (e) tənzimləyicilərin giriş (a) və çıxış y kəmiyyətlərinin dəyişmə diaqramı.
TƏNZİMLƏMƏ QANUNLARI VƏ ONLARIN

XASSƏLƏRİ
Tənzimləyicilərin seçilməsi dedikdə adətən lazımi tənzimləmə qanununun müəyyən edilməsi (təyin edilməsi) başa düşülür. Bu qanundan asılı olaraq istənilən konstruktiv quruluşlu tənzimləyicilər verilən obyekt üçün analoji olan tənzimlən­mənin keyfiyyət göstəricilərini almağa imkan verir.

İdeal tənzimləyici üçün, daha doğrusu onun ətalətliliyini nəzərə almadan giriş x və çıxış y kəmiyyətləri arasındakı asılılığa tənzimləmə qanunu deyilir.

Tənzimləmə qanunundan asılı olaraq meyletməyə görə avtomatik tənzimləmə sisteminin tənzimləyicilərinin əsas növləri aşağıdakılardır:

Mütənasib, yaxud Π – şəkilli tənzimləyici. Bu tənzimləyici

K_t – tənzimləyicinin ötürmə (güclənmə) əmsalı olub tənzimləyicinin sazlanma parametridir.

Tənzimləyici tənliyinə uyğun olaraq yalnız tənzimlənən dəyişənin meyletmə qiymətini hiss edir. Bu qanuna uyğun olaraq icra orqanı öz vəziyyətini tənzim olunan kəmiyyətin meyl etməsinə mütənasib olaraq dəyişir.

İNTEQRAL YAXUD И-TƏNZİMLƏYİCİ

(1) qanunu üzrə təsir edir. Ona görə (1) tənzim olunan çox (uzun) saxlanılarsa, icra orqanının yerdəyişməsi bir o qədər çox olacaqdır, meyletmənin qiyməti nə qədər böyük olsa, icra orqanının vəziyyətinin dəyişmə sürəti bir o qədər yüksək olacaqdır, belə ki, .

(1) tənliyini diferensiallasaq

T_t – inteqrallamanın zaman sabiti (“izodrom vaxtı”) olub tənzimləyicinin sazlanma parametridir.

Mütənasib – inteqral (ПИ – tənzimləyici) o tənzimləyicilərə deyilir ki, çıxış kəmiyyətinin ΔΥ dəyişməsi giriş kəmiyyətinin ΔΧ dəyişməsinin və onun dəyiş­­mə­sinin inteqralına mütənasib olsun:

K_t, T_t - ПИ – tənzimləyicinin sazlanma

K_t – güclənmə əmsalı;

T_t – inteqrallamanın zaman sabiti.

Tənzimləyicinin ötürmə funksiyası



Törəməli mütənasib-inteqral tənzimləyicilər (ПИД – tənzimləyicilər)- izodrom tənzimləyicilər.

Bu tənzimləyicilər

Qanunu üzrə təsir edir.

Belə tənzimləyicinin girişinə meyletməyə görə tənzimləmə, tənzim olunan kəmiyyə­tin meyletməyə görə inteqralı və törəməsi şəkilində impulslar daxil olur.

İdeal ПИД – tənzimləyicinin ötürmə funksiyası

Burada K_t, T_t, T_d – tənzimləyicinin sazlanma parametrləridir.

Ən çox yayılmış tənzimləyicilərin xarakteristikaları

Növü	Adı	Tənliyi	Xarakteristikası
П	Mütənasib (statik)
И	İnteqral
ΠИ	Mütənasib-inteqral (izodrom)
ΠИД	Törəməli mütənasib- inteqral