Régulation en boucle ouverte et fermée dans les systèmes de contrôle et d'automatisation

Le maintien de la valeur contrôlée dans les limites spécifiées ou sa modification selon une loi donnée pendant le fonctionnement du système de contrôle et d'automatisation peut se faire selon des boucles de contrôle ouvertes ou fermées. Considérons un système (Fig. 1) composé de connectés en série: objet de régulation OR, organe de régulation RO, régulateur P et principal Z - un dispositif à l'aide duquel l'action principale est fournie au système.

En régulation en boucle ouverte (Fig. 1, a), l'action de référence x (T) venant au régulateur du maître n'est pas fonction du résultat de cette action sur l'objet, elle est fixée par l'opérateur. A une certaine valeur de l'action de référence correspondra une certaine valeur courante de la variable commandée y (t), qui dépendra de l'action perturbatrice F (t). Pour une explication des termes de base, voir ici : Principes généraux des systèmes d'automatisation du bâtiment

Le système en boucle ouverte est essentiellement une chaîne de transmission dans laquelle l'action de référence x (t) du maître après traitement approprié par le contrôleur au moyen d'influences internes Z1(t) et Z2 (T) est transférée à l'objet de régulation, mais il n'y a pas d'effet inverse sur l'objet sur le régulateur.

Riz. 1. Schémas de régulation pour les boucles ouvertes (a) et fermées (b) : З — point de consigne, R — régulateur, RO — organe de régulation, OU — objet de la régulation, x (T) L'action de réglage est, Z1(t) et Z2 (T) — influences réglementaires internes, y (T) La valeur contrôlée est F (T) Elle a un effet perturbateur.

Exemples de contrôle en boucle ouverte et fermée

En figue. 2a montre le schéma de contrôle de la vitesse de rotation moteur permanent E. Lorsque la position du moteur du rhéostat P change, le courant d'excitation dans la bobine d'excitation du générateur OVG G changera, entraînant une modification de son e. etc. pp. et donc la tension fournie au moteur D.

La génératrice tachymétrique TG, montée sur le même arbre que le moteur D, développe e. d. s proportionnelle à la vitesse de rotation de l'arbre moteur. Un voltmètre relié aux balais de la génératrice tachymétrique avec une échelle calibrée en unités de tours permet uniquement un contrôle visuel des tours du moteur.

Si les caractéristiques des machines sont stables, alors chaque position du moteur du rhéostat correspondra à une certaine valeur de la vitesse du moteur. Dans ce système, le régulateur agit sur l'objet, mais n'a pas d'effet inverse, c'est-à-dire. le système fonctionne en boucle ouverte.

Riz. 2.Schémas de principe pour le contrôle de la vitesse du moteur à courant continu en boucle ouverte (a) à fermée (b): R - rhéostat, OVG - bobine d'excitation du générateur, G - générateur, OVD - bobine d'excitation du moteur, D - moteur, TG - génératrice tachymétrique, DP est le lecteur moteur du curseur du rhéostat, U est l'amplificateur.

Si nous connectons la sortie du système au contrôleur de manière à ce que le contrôleur reçoive à tout moment deux signaux - le signal du maître et le signal de la sortie de l'objet, nous obtenons alors un système en boucle fermée. Dans un tel système, il y a un effet non seulement du régulateur sur l'objet, mais aussi de l'objet sur le régulateur.

Sur la Fig. 2, b montre un schéma de contrôle de la vitesse du moteur à courant continu D, dans lequel la sortie du système est connectée à l'entrée du système au moyen d'un tachymètre TG, d'un rhéostat P, d'un amplificateur Y et d'un moteur DP de l'entraînement du coulisseau du rhéostat P.

Il y a un contrôle automatique du régime moteur ici. Tout changement de vitesse fera apparaître un signal sur le moteur DP qui déplacera le curseur du rhéostat P d'un côté ou de l'autre de la position correspondant à la vitesse donnée du moteur D.

Si la vitesse de rotation diminue pour une raison quelconque, le coulisseau du rhéostat P prendra une position où le courant d'excitation dans la bobine d'excitation du générateur OB augmentera. Cela conduira à une augmentation de la tension du générateur et, par conséquent, à une augmentation des révolutions du moteur D, qui prendra sa position initiale.

Lorsque la vitesse du moteur D augmente, le coulisseau du rhéostat P se déplace dans la direction opposée, ce qui entraîne une diminution de la vitesse du moteur D.

Un système de contrôle automatique en boucle ouverte de manière autonome, sans intervention de l'opérateur, ne peut pas changer son mode de fonctionnement si les perturbations entrant dans le système deviennent différentes. Un système fermé réagit automatiquement à tous les changements qui se produisent dans le système.

Voir également: Méthodes de contrôle dans les systèmes d'automatisation