69337

Загальні відомості про системи автоматичного керування

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

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.

Украинкский

2014-10-03

672 KB

11 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

76947. Понятие и признаки органов исполнительной власти РФ, система органов исполнительной власти, их классификация 29.22 KB
  Понятие и признаки органов исполнительной власти РФ система органов исполнительной власти их классификация. Орган исполнительной власти государственное учреждение обладающее относительной самостоятельностью структурной организацией наделенное государственно-властными полномочиями исполнительно-распорядительного характера и действующее в пределах определенной территории. Признаки органа исполнительной власти: является государственным учреждением; вместе с органами законодательной и судебной власти входит в систему органов...
76948. Президент Российской Федерации и исполнительная власть 27.36 KB
  Назначает и отзывает после консультаций с соответствующими комитетами или комиссиями палат Федерального Собрания дипломатических представителей РФ в иностранных государствах и международных организациях; Федеральные министерства федеральные службы и федеральные агентства руководство деятельностью которых осуществляет Президент РФ: Министерство внутренних дел РФ подведомственная ему Федеральная миграционная служба Министерство РФ по делам гражданской обороны чрезвычайных ситуаций и ликвидации последствий стихийных бедствий Министерство...
76949. Правительство Российской Федерации: порядок формирования, состав, основные полномочия 25.06 KB
  Правительство РФ – это коллегиальный орган состоящий из Председателя Правительства РФ заместителей Председателя Правительства РФ и федеральных министров. ФКЗ О Правительстве РФ по сути является документом составляющим вместе с Конституцией РФ правовую базу деятельности Правительства РФ. Председатель Правительства РФ назначается Президентом РФ с согласия Государственной Думы и освобождается от неё на основаниях предусмотренных законом. Заместители Председателя Правительства РФ и федеральные министры назначаются на должность и...
76950. Федеральные органы исполнительной власти России: понятие, система, структура, правовое положение, функции 26.71 KB
  Федеральные органы исполнительной власти России: понятие система структура правовое положение функции. В систему федеральных органов исполнительной власти входят федеральные министерства федеральные службы и федеральные агентства. Правовое положение или правовой статус органов исполнительной власти подразумевает что все они действуют на основе законов и других нормативных актов осуществляют нормотворческую деятельность совершают действия возложенные на них нормативными актами имеют полномочия компетенцию а также обладают...
76951. Органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации 27.14 KB
  Органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации.государственная и территориальная целостность Российской Федерации. распространение суверенитета Российской Федерации на всю ее территорию; верховенство Конституции и федеральных законов на всей территории Российской Федерации...
76953. Общественные объединения как субъекты административного права: понятие, порядок и цели создания, правовой статус, прекращение деятельности 26.21 KB
  Виды общественных объединений: 1 в зависимости от организационноправовой формы: – общественная организация – основанное на членстве общественное объединение созданное на основе совместной деятельности для защиты общих интересов и достижения уставных целей объединившихся граждан; – общественное движение – состоящее из участников и не имеющее членства массовое общественное объединение преследующее социальные политические и иные общественно полезные цели поддерживаемые участниками общественного движения; – общественный фонд является одним...
76954. Государственная служба в России как правовой институт административного права: понятие, принципы, система и правовые основы 25.29 KB
  Государственная служба Российской Федерации – профессиональная служебная деятельность граждан Российской Федерации по обеспечению исполнения полномочий: – Российской Федерации; – федеральных органов государственной власти иных федеральных государственных органов; – субъектов Российской Федерации; – органов государственной власти субъектов Российской Федерации иных государственных органов субъектов Российской Федерации; – лиц замещающих должности устанавливаемые Конституцией Российской Федерации федеральными законами для непосредственного...
76955. Государственные служащие гражданской службы России как субъекты административного права: понятие, должности и классные чины, права, обязанности, правовые ограничения и запреты 27.91 KB
  Виды: 1 должностные лица государственные служащие имеющие право совершать в пределах своей компетенции властные действия влекущие юридические последствия например издавать правовые акты управления подписывать денежные документы совершать регистрационные действия регистрацию предприятий и т. Обязательным для последних является то что они должны быть членами нотариальной палаты; 2 оперативный состав функциональные работники это государственные служащие выполняющие работу непосредственно определяемую задачами данного органа в...