Принцип разомкнутого управления (управление по входному воздействию).

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 7Следующая ⇒

Управляющее воздействие формируется только на основе задающего воздействия без учета внешних возмущений. Функциональная схема системы:

ЗУ – задающее устройство, предназначено для формирования сигнала задающего воздействия.

УУ – устройство управления, которое на основе задающего воздействия формирует управляющее воздействие u(t).

Основное достоинство: простота конструкции.

y(t)=f(g(t)); y(t)=f₁(u(t), f(t)); u(t)=f₂(g(t))

Основной недостаток системы: низкая точность, связанная с тем, что влияние возмущающих воздействий на выходную величину не контролируется.

Область использования: работа при стабилизированных внешних воздействиях. Например, лабораторные измерительные приборы, системы охранной и пожарной сигнализации, система стабилизации скорости вращения двигателя постоянного тока.

Зарисуем последний пример:

Принцип компенсации.

Из числа возмущающих воздействий выбирается одно или несколько доминирующих, их изменения измеряются и результаты измерения используются в качестве дополнительных воздействий на объект.

К – компенсатор.

Основная область использования: системы с термокомпенсацией (Система автоматической компенсации длины маятника).

Достоинство: точность выше по сравнению с разомкнутым управлением.

Недостаток: при большом количестве возмущающих воздействий система становится сложной в настройке и обслуживании.

Принцип управления по отклонению (принцип обратной связи).Принцип Ползунова-Уатта.

В таких системах путем преобразования регулируемой величины формируют сигнал обратной связи, который сравнивают с сигналом задающего воздействия. Если в результате сравнения обнаруживается отклонение этих величин (ошибка рассогласования), регулятор работает на устранение этой ошибки.

ЧЭ – чувствительный элемент для преобразования регулируемой величины в форму, удобную для сравнения с задающим воздействием.

СУ – сравнивающее устройство, предназначено для получения ошибки рассогласования:

x(t)=g(t)-y_x(t)

Помимо операции сравнения сравнивающее устройство может изменять масштаб или природу ошибки рассогласования. В этом случае: x(t)=Ксу(g(t)-y_x(t))

Системы с обратной связью имеют наибольшую точность регулирования, поэтому по такому принципу строится большинство систем.

САР частоты вращения двигателя постоянного тока (пример):

!!! Чем выше скорость, тем выше сигнал обратной связи

ТГ – тахогенератор(преобразовывает скорость вращения в напряжение).

Δ U=U_З-U_ТГ

ТГ- это ЧЭ, Итт- сигнал обратной связи

Достоинства: высокая точность;

Недостатки: введение обратной связи в систему замедляет ее работу и ухудшает динамические свойства.

Типовая функциональная схема САР.

Большая часть САР строится по принципу обратной связи.

ДР – датчик регулятора

ЗУ – задающее устройство;

СМ – сервомеханизм;

СУ – основное сравнивающее устройство (для получения сигнала ошибки рассогласования).

ПЭ – преобразовательные элементы (для преобразования уровня или физической природы сигналов в различных точках системы). Могут находится в любом месте схемы в любом количестве.

У – усилитель (для усиления ошибки рассогласования с целью повышения чувствительности системы).

ОР - объект регулирования;

ИУ – исполнительно устройство (для формирования управляющего воздействия u(t) и находящееся непосредственно перед объектом.

Система состоит из ОР и регулятора, в состав которого входят датчик, который предназначен для формирования ошибки ДР на основе которой сервомеханизм формирует управляющее воздействие.

Для системы в целом и ее составляющих входными и выходными сигналами будут являться следующие параметры:

	Вх	Вых
САР	g(t); f(t)	y(t)
ОР	u(t); f(t)	y(t)
Р	g(t)	u(t)
ДР	y(t); g(t)	x(t)
СМ	x(t)	u(t)

Классификация САР.

Неадаптивные системы — это системы, в которых не предусмотрена автоматическая настройка при изменении характеристик внешних воздействий или параметров самой системы с целью обеспечения оптимального процесса управления. Настройку такой системы обычно -выполняет человек.

Адаптивные системы — это системы, которые в зависимости от условий работы (характеристик воздействий и параметров самой системы) изменяют свою настройку, обеспечивая для каждой совокупности условий наивыгоднейший режим работы.

Линейные – для которых справедлив принцип суперпозиции:

Реакция обьекта на сумму входных воздействий равна сумме реакций обьекта на каждое воздействие в отдельности.

Л (X1 + X2 + … + Xn) = Л (X1) + Л (X2) + … + Л (Xn);

Нелинейные – не справедлив закон суперпозиции;

Непрерывные – аналоговые сигналы (ток, напряжение)

Дискретные (импульсные, цифровые, релейные). Выходные устройства – механическое реле, твердотельное реле, симистор, тиристор, транзисторный ключ, интерфейс.

Стабилизирующие – поддерживает регулируемый параметр на постоянном значении заданной точки.

Программные –изменяет регулируемую величину в соответствии с функцией задания во времени – программные задатчики.

Следящие – задача состоит в том, чтобы изменения регулируемой величины следили за изменениями другого параметра.

Стабилизирующие САР.

Алгоритм функционирования заключается в поддержании выходной величины на постоянном уровне.

Уравнение системы: y=c+kΔ x – для статического режима.

с – константа, которая соответствует номинальному значению выходной величины;

Δ x – ошибка рассогласования;

k – коэффициент передачи системы.

В идеале Δ x→ 0; y→ c.

Пример: САР частоты вращения двигателя постоянного тока:

ω – частота вращения вала-регулируемая величина.

Мс - момент нагрузки-возмущающее воздействие;

Основной причиной отклонения ω является изменение момента нагрузки на валу двигателя и Uп.

U_ТГ=К_ТГ·ω

Напряжение рассогласования Δ U=U_З-U_ТГ=U_З-К_ТГ·ω

В статическом режиме Δ U→ 0 и соответственно U_З=К_ТГ·ω

ω =U_З/К_ТГ=С

ω =U_З/К_ТГ+ Δ U·К_y·К_q·К_ТГ

Программные САР.

Алгоритм функционирования заключается в изменении выходной величины по заранее заданному закону. Для этого в стабилизирующую систему добавляют дополнительный программный элемент, с помощью которого изменяют задающее воздействие по заданной программе. Функциональная схема такой системы выглядит следующим образом:

П – программный элемент. Может быть функцией F(z), где z – независимая переменная.

Система регулирования температуры в закалочной печи (пример):

Следящие САР.

Алгоритм функционирования заключается в изменении выходной величины по заранее неизвестному закону. В этом случае задающее воздействие формируется внешними условиями или оператором.

В зависимости от физической природы различают:

-системы воспроизводства угла;

-частота вращения;

-момента;

-электрических величин.

Система регистрации температуры (пример):

Когда t⁰=const(Um=Uз), Uвх=0, сигнал на выходе =0.

Когда t⁰ изменен, изменен и Um, появляется Uвх которое усиливает и которое поднимает перо самописца.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 Следующая ⇒