69337

Загальні відомості про системи автоматичного керування

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Система автоматичного керування сукупність обєкта керування та зєднаних та зєднаних певним чином елементів взаємодією яких забезпечується розвязання поставленого завдання керування обєктом. Критерій управління це мета керування звичайно вона виражається математично.

Украинкский

2014-10-03

672 KB

14 чел.

Лекція 2. Загальні відомості про системи автоматичного керування

  1.  Основні елементи САК
  2.  Дії в системах автоматичного керування
  3.  Основні принципи управління
  4.  Класифікація САК

1. Основні елементи САК.

Система автоматичного керування – сукупність об’єкта керування та з’єднаних та з’єднаних певним чином елементів, взаємодією яких забезпечується розв’язання поставленого завдання керування об’єктом.

Критерій управління – це мета керування, звичайно вона виражається математично.

В загальному випадку виділяють два елементи:

– об’єкт керування ОК;

– автоматичний керуючий пристрій АКП (регулятор, корегуючий пристрій).

Стосовно реальних технологічних процесів виокремлюють чотири основні елементи САК:

  1.  Об’єкт керування
  2.  Вимірювальний (чутливий) елемент – фіксує зміни вихідної (регульованої) величини і виконує роль інформаційного перетворювача.

Інформаційний перетворювач – це пристрій, який перетворює вхідний сигнал однієї фізичної природи у вихідний сигнал іншої фізичної природи (відцентровий перетворювач).

  1.  Керуючий елемент – на вхід надходить сигнал від вимірювального елементу, на виході формується сигнал для виконуючого елемента (різного роду підсилювачі).
  2.  Виконуючий елемент – елемент, який безпосередньо діє на регульовану величину.

Якщо всі елементи САК позначити прямокутниками, розмістивши їх у послідовності, що відповідає їх взаємодії, а напрямок цієї взаємодії вказати стрілками, то дістанемо функціональну схему САК. Якщо на функціональній схемі відобразити характеристики (рівняння, криві залежностей вихідних параметрів від часу, тощо), що визначають динамічні властивості елементів системи, то дістанемо структурну схему САК. Елементи відповідних схем називають ланками.

Функціональна схема САК з однією регульованою величиною

y(t) – регульована величина;

u(t) – керуюча дія;

x(t) – сигнал завдання;

f(t) – збурення, збурююча дія.

Сигнал завдання – це потрібне значення регульованої величини, що задається на вході системи.

Дія – в автоматиці це взаємодія між автоматичною системою і зовнішнім середовищем.

Керувати об’єктом – це формувати керуючу дію u(t) з таким розрахунком, щоб регульована величина y(t) змінювалася за бажаними законом керування з певною точністю незалежно від дії на об’єкт збурення f(t).

САК, які мають замкнуту функціональну (структурну) схему, називають системами автоматичного регулювання (САР), або системами із зворотним зв’язком.

3. Основні принципи керування

Побудова апаратури керування і автоматичних систем базується на наступних основних принципах управління:

  1.  Принцип керування за відхиленням.
  2.  Принцип керування за збуренням.
  3.  Принцип комбінованого керування.
  4.  Принцип адаптації (принцип пристосовування).

1. Принцип керування за відхиленням (принцип Ползунова-Уатта).

Для реалізації цього принципу в керуючому пристрої необхідно виконувати порівняння поточного значення регульованої величини y(t) с потрібним значенням і керувати об’єктом в залежності від результату цього порівняння. Використання цього принципу дає можливість будувати системи зі зворотним зв’язком.

Зворотній зв’язок – це такий зв’язок, за яким інформація про стан об’єкта керування передається з виходу системи на вхід керуючого пристрою.

В автоматичній системі зі зворотнім зв’язком можна здійснювати різні закони змінення регульованої величини. До них відносяться стабілізація, програмне змінення і слідкування.

Принцип керування за відхиленням є універсальним і ефективним, оскільки він дозволяє керувати нестійкими об’єктами, а також здійснювати потрібний закон змінення регульованої величини від заданого значення з допустимо малим відхиленням (або похибкою) х незалежно від причин, які зумовили це відхилення. Вплив збурень в системі зменшується завдяки дії зворотного зв’язку.

Автоматичні системи бувають двох видів – статичні і астатичні.

Автоматична система, вихідна величина y(t) якої при x(t)=const в усталеному режимі має різні значення, називається статичною.

Астатичною САК називають систему, в якій регульована при зміні зовнішніх збурень після завершення перехідного процесу набуває строго сталого значення при різних величинах зовнішніх збурень.

2. Принцип керування за збуренням (принцип компенсації збурень, Понселе-Чиколєва). Він полягає в тому, що керуюча дія в системі формується в залежності від результатів вимірювання збурення. Системи, побудовані за цим принципом, працюють з розімкненим колом, тобто не мають зворотного зв’язку. Системи поділяють на дві групи:

– системи компенсації:

– системи програмного керування:

Цей принцип дозволяє зменшити похибки САУ, які викликаються сигналами завдання та збуреннями. Перевагами цього принципу є висока швидкодія кіл компенсації, відносна простота та надійність при наявності одного (головного) збурення.

Недоліки: вибірковість – не всі збурення можливо врахувати і виміряти; відносно менша точність.

3. Принцип комбінованого керування

3.1 Системи комбінованого керування з компенсацією збурення

3.2 Системи комбінованого керування з контуром компенсації помилок від сигналу завдання

Дія неврахованих збурень в комбінованих системах компенсується контуром. Точність комбінованих систем вище, ніж попередніх двох.

4. Принцип адаптації

  1.  контур адаптації
  2.  основний контур

Контур адаптації складається з

  1.  пристрій аналізу вхідного сигналу (ПАС)– оцінює властивості вхідного сигналу, а також спектральну густину перешкоди n(t) (іншими словами відношення сигналу до шуму);
  2.  пристрій аналізу об’єкту (ПАО)- призначений для оцінювання змінень динамічних характеристик об’єкту керування;
  3.  обчислювальний пристрій (ОП) – визначає спосіб змінення характеристик основного керуючого пристрою на основі закладених в ньому критеріїв оптимальності системи і інформації, отриманої від пристроїв аналізу сигналу та об’єкту.
  4.  виконавчий пристрій (ВП) – виконує функцію налаштування керуючого пристрою у відповідності з сигналами, які отримує від ОП.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

77587. Внедрение и опытная апробация СМК 39 KB
  Внедрение СМК может начинаться с издания приказа о введении в действие документов СМК. Датой введения в действие СМК считается дата утверждения Политики, Руководства по качеству и процедуры по разработке и введению в действие внутренних документов.
77588. ТЕХНИКА И ПРОГРАММИРОВАНИЕ В ЭКОЛОГИИ 719.5 KB
  Стремительный рост общей численности населения планеты совместно с усилением техногенных воздействий на окружающую среду существенно меняют ход глобальных природных процессов на Земле.
77589. Триггеры. Не тактируемые и тактируемые триггеры 231 KB
  Устройство имеющее два устойчивых состояния называют триггером. С приходом переключающих запускающих сигналов переход триггера из одного состояния в другое происходит лавинообразно и потенциалы на выходах меняются на противоположные.
77590. Андрей Тимофеевич Болотов 53.56 KB
  Так, например, обстоит дело с определением места в истории нашей страны Андрея Тимофеевича Болотова. Выдающийся деятель, внесший неоценимый вклад в развитие науки и культуры, основоположник русской сельскохозяйственной науки, к сожалению, до сих пор не получил должного признания своих заслуг.
77591. Тэер Альбрехт Даниель (1752-1828) - немецкий агроном. Автор гумусовой теории питания растений 224.26 KB
  Альбрехт Тэер родился 14 мая 1752 года в семье врача, служившего при дворе ганноверского курфюрста. В молодости пошёл по стопам отца, окончил медицинский факультет университета в Гёттингене (1774). По возвращении в родной Целле получил по наследству должность личного врача курфюрста Ганновера Георга III.
77592. Устройства печати 2.15 MB
  По принципу переноса изображения на носитель: литерные; матричные; лазерные; струйные; сублимационные; По количеству цветов печати: чёрно-белые монохромные; цветные. Основная часть линейно-матричного принтера это конструкция состоящая из станины имеющей ширину печати...
77593. Формирование и использование местных финансов 124.5 KB
  Формирование и использование местных финансов основываются на принципах самостоятельности государственной финансовой поддержки и гласности осуществляются в соответствии с Конституцией Российской Федерации Федеральным законом...
77594. Функции полиции и борьба с преступностью 230 KB
  В сегодняшней России со всей очевидностью проявляется настоятельная необходимость борьбы с такими антиобщественными явлениями, как пьянство, профессиональное нищенство, азартные игры, что, в свою очередь, требует обратиться к соответствующему историческому опыту.
77595. Проектування просторових тонкостінних покриттів конспект лекцій 1.9 MB
  Основи проектування просторових залізобетонних конструкцій. Пологі оболонки додатної гаусової кривизни, прямокутні в плані. Оболонки від’ємної гаусової кривизни, прямокутні в плані. Довгі циліндричні оболонки. Короткі циліндричні оболонки та призматичні складки. Загальні поняття та конструювання