Vad är automatisk styrning reglering

Reglerteknik existerar ett uppsättning metoder till för att styra enstaka aktuator baserat vid mätvärden ifrån enstaka alternativt flera sensorer, sålunda för att enstaka kroppslig betydelse når nära en önskat börvärde. en enkelt modell vid en reglersystem existerar enstaka termostat, var värmetillförseln styrs således för att temperaturen inom enstaka plats bör nå detta börvärde likt användaren äger ställt in.

Ofta används ett regulator på grund av regleringen från en struktur. Reglertekniken äger traditionellt utvecklats kring tekniska struktur samt processer, ofta inom industrin, dock existerar även tillämpbar inom andra områden liksom vetenskapen om resurserhandel och finans samt läkemedel. Reglerteknik existerar en forskningsområde nära flera tekniska högskolor.

Inom Artificiell intelligens kallas en reglersystem på grund av ett smart eller klok agent.

Ett centralt term inom reglerteknik existerar återkoppling. för att nyttja sig från återkoppling benämns ofta reglering, samt motsatsen - för att ej nyttja sig från återkoppling - benämns ofta styrning.

Vi erbjuder utvecklingsmjukvara, operatörspaneler, styrsystem, fältbuss-oberoende I/O-system och splitterboxar

Reglerproblemet

[redigera | redigera wikitext]

Reglerproblem kunna beskrivas tillsammans med en struktur alternativt ett process likt äger styrsignaler, mätsignaler, störningar samt mätfel, var ett viss reglerstorhet bör följa enstaka referenssignal.^[1] Mindre formellt är kapabel detta uttryckas liksom för att styrsignalerna mot en struktur bör väljas således för att systemet (och därmed ofta dess utsignaler) beter sig vid en visst sätt, trots störningar vilket påverkar systemet.^[2] för att erhålla systemet för att bygga sig vid en visst sätt är kapabel formuleras genom för att definiera enstaka reglerstorhet, såsom man sedan ställer krav vid alternativt besitter önskemål kring.

• Mätsignaler (till modell mätvärdet ifrån enstaka temperaturgivare) existerar dem insignaler mot systemet likt förmå väljas.
• Störningar existerar dem insignaler/yttre påverkningar mot systemet likt ej är kapabel väljas dock ta hänsyn till.
• Styrsignaler (även kallade utsignaler). Utsignalen kunna typiskt bestå från förstärkning gånger mätfel.

Reglerproblemet löses typiskt tillsammans med ett regulator, såsom tar existera vid mätsignalerna samt utifrån detta genererar "bästa möjliga" styrsignal, således för att systemet alternativt processen uppför sig såsom önskat (det önskar yttra reglerstorheten följer referenssignalen).

på grund av för att designa regulatorn finns detta flera, mer alternativt mindre avancerade, metoder, var man kunna välja för att rangordna olika typer från attribut hos regleringen. Typiska modell vid olika önskemål på grund av regulatorn förmå vara:

• Att följa förändringar inom referenssignalen således snabbt liksom möjligt
• Att undertrycka störningar därför god likt möjligt ( vid bekostnad från snabb referensföljning)

Exempel

[redigera | redigera wikitext]

• Reglering från ett vattentank.

  på grund av ett vattentank var tillströmning bestäms från "någon annan" (till modell nederbörd), var utflödet förmå styras tillsammans hjälp från ett ventil, samt var detta finns en önskemål angående för att hålla vattennivån (som oss kunna mäta tillsammans enstaka viss precision) mot en visst värde vilket ett operatör anger, är kapabel signalerna tolkas såsom följande: Styrsignal - läget vid utsläppsventilen, Mätsignal - Den uppmätta vattennivån (inklusive mätfel), Reglerstorhet - Vattennivån (utan mätfel), Störning - tillströmning mot tanken.

  på denna plats förmå detta möjligen existera viktigare för att förändringar inom tillströmning regleras försvunnen snabbt (så för att den ej svämmar ovan ifall detta börjar regna) än för att snabbt följa operatörens önskemål angående vattennivå (det önskar yttra störningsundertryckning prioriteras före referensföljning).

• Temperaturreglering inom en utrymme.
  Vad är mekanisk styrning? Den äldsta och enklaste metoden för styrning

  på grund av en utrymme tillsammans med en elektriskt element (där spänningen vid elementet kunna väljas) samt detta finns en önskemål ifall enstaka viss temperatur (som kunna bli mättad tillsammans med termometer), dock var antalet människor inom rummet, utomhustemperaturen samt andra denkbar värmekällor ej kunna påverkas, kunna signalerna tolkas i enlighet med följande: Styrsignal - spänningen vid elementet, Mätsignal - vilket termometern anger, Reglerstorhet - Temperaturen inom rummet, Referenssignal - den önskade temperaturen, Störning - Kroppsvärmen ifrån människor inom rummet, utomhustemperaturen (som läcker in genom väggarna), etc.

  denna plats existerar detta möjligen viktigare för att snabbt följa tillsammans inom förändrade temperaturönskemål (för för att tillfredsställa den likt gav önskemålet) än för att minimera tillfälliga förändringar inom temperaturen då flera människor kommer in inom rummet (det önskar yttra referensföljning prioriteras före störningsundertryckning).

Återkoppling

[redigera | redigera wikitext]

Ett centralt term inom reglertekniken existerar återkoppling.

detta innebär för att mätsignalen används på grund av för att besluta styrsignalen, samt man får då en således kallat slutet system. Utan återkoppling fås därför kallad öppen styrning.

Stabilitet

[redigera | redigera wikitext]

Ett centralt term inom reglerteknik existerar stabilitet.

Reglerteknik handlar om att få processer att automatiskt uppföra sig på önskat sätt

Flera olika typer från stabilitet förmå definieras, samt exempelvis definieras en struktur vanligen liksom insignal- utsignalstabilt (även kallat BIBO-stabilitet) ifall varenda begränsad insignal ger ett begränsad utsignal.^[2]

Ett modell vid en instabilt struktur existerar ett inverterad pendel.

PID-regulatorn

[redigera | redigera wikitext]

PID-regulatorn existerar enstaka vanlig regulatorstruktur inom reglertekniken.

Den består från en proportionerligt, en integrerande samt en deriverande element, vilket varenda kunna viktas tillsammans varsin parameter. Varianter utan något alternativt några från dessa element förekommer även, dvs P, PI- samt PD-regulatorer.

Styr-reglerteknik

inom jämförelse tillsammans med flera andra regulatorstrukturer existerar PID-regulatorn ganska lätt, samt existerar väldigt väl använd inom flera fabriksrelaterade tillämpningar.^[3] tackar vare dess popularitet äger detta utvecklats flera olika regler på grund av hur man bör välja parametrarna, var Ziegler-Nicholsmetoden existerar enstaka från dem maximalt väl utspridda.

Beskrivning samt bedömning inom frekvensplanet

[redigera | redigera wikitext]

Linjära struktur är kapabel beskrivas tillsammans hjälp från differentialekvationer, vilket är kapabel Laplacetransformeras. dem transformerade ekvationerna benämns inom reglertekniken på grund av överföringsfunktioner, samt existerar en centralt verktyg till frekvensbeskrivningar samt -analys från reglertekniska struktur.

Sambandet mellan in- samt utsignal på grund av en struktur är kapabel då tecknas vid formen Y(s) = G(s)U(s), var G(s) existerar överföringsfunktionen, samt U(s) respektive Y(s) existerar laplacetransformen från in- respektive utsignalen. Rötterna mot nämnarpolynomet inom överföringsfunktionen benämns poler, samt rötterna mot täljarpolynomet benämns nollställen.

enstaka typisk överföringsfunktion besitter alltså utseendet

där π₁, , π_n existerar överföringsfunktionens poler, samt ζ₁, , ζ_m existerar överföringsfunktionens nollställen.

Bodediagram

[redigera | redigera wikitext]

Bodediagram existerar enstaka plot, ofta tillsammans med logaritmerade axlar, från (den komplexvärda) överföringsfunktionen G(iω), tillsammans beloppet |G(iω)| mot vinkelfrekvensen ω inom en diagram, samt argumentet arg(G(iω)) mot ω inom en annat diagram.

Amplituden inom Bodediagram graderas ofta inom enstaka decibelskala, 20log₁₀. inom Bodediagrammet kunna man relativt enkelt utläsa systemets attribut inom frekvensplanet.

Nyquistdiagram

[redigera | redigera wikitext]

Nyquistdiagram existerar enstaka plot från överföringsfunktionen G(iω) inom detta komplexa talplanet, tillsammans med vinkelfrekvensen ω vilket enstaka parameter.

tillsammans med hjälp från Nyquistkriteriet förmå man utföra vissa utsagor angående systemets stabilitet.

Reglerteknik kallas ibland för den dolda tekniken (the hidden technology), eftersom den finns överallt omkring oss utan vi tänker på det

Nyquistkriteriet

[redigera | redigera wikitext]

Nyquistkriteriet existerar enstaka sats såsom ger en samband mellan Nyquistdiagrammet på grund av detta öppna systemet samt stabiliteten hos detta slutna. (Se figur till begreppen öppet resp slutet system.)

Antalet poler inom motsats till vänster halvplan mot detta återkopplade systemet existerar lika tillsammans med antalet poler inom motsats till vänster halvplan hos detta öppna systemet, plus antalet varv liksom nyquistkurvan omsluter punkten

Egenskaper inom frekvensplanet

[redigera | redigera wikitext]

I frekvensplanet kunna man definiera vissa storheter hos systemet, vilket besitter nära samband tillsammans med systemets beteende inom tidsplanet.

• Bandbredd. Den högsta vinkelfrekvens till vilken systemet äger förstärkningen -3 dB. Säger någonting ifall hur "snabbt" systemet är.
• Skärfrekvens. Den högsta vinkelfrekvens då systemet besitter förstärkningen 0 dB.
• Amplitudmarginal (eller förstärkningsmarginal). Anger hur många amplitudkurvan (i en Bodediagram) hos detta öppna systemet förmå höjas utan för att detta slutna systemet blir instabilt.
• Fasmarginal.

  Anger hur många faskurvan (i en Bodediagram) är kapabel förskjutas hos detta öppna systemet utan för att detta slutna systemet blir instabilt.

Frekvensbaserade syntesmetoder

[redigera | redigera wikitext]

Rotortanalys

[redigera | redigera wikitext]

Rotort existerar ett analysmetod till för att analysera hur polerna till en struktur förändras då ett (skalär) parameter inom reglerdesignen förändras.

Ett enkelt modell existerar en struktur såsom återkopplas tillsammans med ett proportionell regulator (P-regulator). angående överföringsfunktionen på grund av systemet , samt regulatorn , sålunda blir överföringsfunktionen på grund av detta återkopplade (slutna) systemet .

Rotorten existerar då ett undersökning från hur rötterna mot divisor P(s) + KQ(s) (dvs polerna mot systemet) beror vid parametern K. Typiskt förmå utsagor angående stabilitet samt "svängighet" hos systemet på grund av olika värden vid K göras utifrån rotortsanalysen.

Lead/Lag-design

[redigera | redigera wikitext]

Lead/Lag-design existerar en sätt för att inom frekvensplanet specificera parametrarna på grund av ett PID-regulator.

H inf

[redigera | redigera wikitext]

existerar ett modern teknik på grund av för att inom frekvensplanet ställa krav vid detta slutna systemet, samt sedan orsaka ett regulator utifrån dessa.

Tillståndsbeskrivningar

[redigera | redigera wikitext]

Som en alternativ mot frekvensbeskrivning, förmå en struktur tecknas vid tillståndsform.

Systemet uttrycks då vid formen

där u samt y existerar in- respektive utsignaler, likt är kapabel artikel vektorvärda.

All data ifall systemets nuvarande tillåtelse samlas då inom tillstånden x₁, , x_n, samt självklart systemets status samt insignalen på grund av den aktuella tidpunkten, kunna utsignalen beräknas (att jämföra tillsammans överföringsfunktionen, var insignalen även på grund av tidigare tidpunkter inom princip behövs på grund av för att behärska besluta utsignalen).

Jämför Markovegenskapen.

Tillstånden inom enstaka tillståndsbeskrivning är kapabel ofta väljas sålunda för att dem motsvarar fysikaliska storheter hos systemet (till modell position samt hastighet), vilket ger möjligheter mot ett intuitiv medvetande till modellen. detta existerar även möjligt för att konstruera enstaka tillståndsmodell tillsammans med "icke-fysikaliska" tillåtelse, vilket inom allmänhet mot modell fås ifall man tar fram modellen tillsammans systemidentifiering alternativt kontrollerbar alternativt observerbar kanonisk form eller gestalt.

Linjära tillståndsmodeller

[redigera | redigera wikitext]

För raka struktur får tillståndsmodeller enstaka struktur tillsammans endast matriser:

Där A, B, C samt D inom allmänhet existerar matriser, x ett vektor tillsammans med tillstånden x₁, , x_n samt u enstaka vektor tillsammans insignaler samt y ett vektor tillsammans utsignaler.

Icke-linjära struktur är kapabel approximeras tillsammans med raka struktur tillsammans med ett inledande ordningens taylorutveckling, vilket innebär för att A blir enstaka Jacobimatris

På motsvarande sätt erhålls C-matrisen.

Kanoniska former

[redigera | redigera wikitext]

Samma överföringsfunktion är kapabel inom princip beskrivas från oändligt flera olika tillståndsformer.

en struktur självklart såsom överföringsfunktion förmå därför beskrivas vid mot modell kontrollerbar alternativt observerbar kanonisk form.^[2] till ett överföringsfunktion G(s) i enlighet med

ges den styrbara kanoniska tillståndsformen från nästa matriser

Den observerbara kanoniska formen ges från

Till överföringsfunktion ifrån tillståndsbeskrivning

[redigera | redigera wikitext]

Överföringsfunktionen är kapabel fås ur tillståndsbeskrivningen tillsammans med hjälp från nästa samband

där A, B, C samt D existerar matriserna inom den raka tillståndsformen samt I existerar enhetsmatrisen.

Tillståndsåterkoppling samt observatörer

[redigera | redigera wikitext]

LQ-reglering

[redigera | redigera wikitext]

LQ-reglering, alternativt linjärkvadratisk optimering likt detta även kallas, används på grund av för att optimera polplaceringen till en struktur skrivet vid tillståndsform.

Kalmanfilter

[redigera | redigera wikitext]

Kalman filter används på grund av för att att värdera eller beskatta status likt ej existerar direkt mätbara alternativt på grund av för att utveckla precisionen från uppmätta tillstånd.

Diskreta metoder

[redigera | redigera wikitext]

MPC

[redigera | redigera wikitext]

Model Prediction Control existerar enstaka relativt modern teknik på grund av för att designa diskreta regulatorer.

MPC förmå bland annat hantera icke-linjära bivillkor vid en smidigt sätt.

Reglerteknik är ett forskningsområde vid många tekniska högskolor

Reglerteknik inom Sverige

[redigera | redigera wikitext]

Bland kända svenska reglertekniker återfinns Karl Johan Åström, Björn Wittenmark, Bo Wahlberg^[4], Bengt Lennartsson, Stefan Pettersson, Torkel lycklig samt Lennart Ljung^{[källa&#;behövs]}. Nämnas bör även den svenskfödde Harry Nyquist.

Se även

[redigera | redigera wikitext]

Referenser

[redigera | redigera wikitext]

Externa länkar

[redigera | redigera wikitext]