Как познакомить детей с регуляторами? Мнение эксперта

Сегодня работу специалистов большинства технических специальностей трудно представить без регуляторов. Что это за инструмент, где он применяются, как рассказать о нем детям? На эти и другие вопросы отвечает Михаил Сыропятов, педагог дополнительного образования Регионального центра технического творчества.

— В любых автоматизированных системах, которые рассчитаны на выполнение каких-либо действий, всегда есть место для регуляторов. Выбор регулятора или нескольких регуляторов (что гораздо ближе к истине) зависит от того, что будет выполнять наша автоматизированная система и насколько важно сократить колебания в системе.

Как же объяснить детям такой нужный для роботов механизм? Достаточно просто! Надо, конечно же, начинать с самого простого — с пропорционального регулятора. В нем всего лишь подается дополнительная пропорция на рулевое управление (при езде по линии). Нет ничего проще составить таблицу от максимального до минимального значения отраженного света, где медианой значений будет являться пороговое значение.  

Первым столбцом или двумя столбцами (в случае использования двух датчиков цвета) будут являться входные значения. Последним столбцом будет являться рассчитанное рулевое значение. Простейшее рулевое воздействие рассчитывается как:

Рулевое управление = пороговое значение – входящее значение. 

После понимания такой таблицы детьми можно начинать применять пропорции к таблице, чтобы показать, к чему это приведет и для чего это нужно. Рулевое управление при пропорции:

Рулевое управление = коэф. пропорции  (пороговое значение – входящее значение).

После пропорционального регулятора можно начинать изучение пропорционально-кубического регулятора. Но желательно после того, как было показано, что пропорциональный хорошо сглаживает езду по линии, но на поворотах может привести к тому, что устройство просто проедем нужный нам поворот. В этот момент вступает в силу кубический регулятор.

Далее уже можно смело объяснять интегральный регулятор, дифференциальный регулятор и комбинации регуляторов. После такого подхода ребенок будет знать, где какой применять, в дальнейшем лучше поймет, что такое интеграл, производная и зачем они нужны.