Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ГЛАВА 1. Основные понятия и определения. Принципы управления1.1. Определение системы автоматического управления (САУ)Состояние любого технического устройства характеризуется одной или несколькими физическими величинами. Например, состояние генератора характеризуется величиной напряжения и значением частоты этого напряжения, двигателя — угловой частотой вращения его вала, закалочной печи — температурой, антенны радиолокационной станции — угловым положением, ракеты — координатами траектории полета. Впредь технические устройства будем называть объектами, а физические величины, характеризующие их состояние, — выходными величинами объектов. На практике выходные величины объектов должны удовлетворять определенным требованиям. Совокупность предписаний, определяющих характер изменения выходных величин объектов, называется алгоритмом функционирования. К наиболее часто встречающимся на практике алгоритмам функционирования относятся следующие: поддержание постоянства выходной величины изменение выходной величины по заданному закону (программе); изменение выходной Величины по заранее неизвестному закону. Например, обычно необходимо, чтобы напряжение генератора, частота этого напряжения, частота вращения ротора двигателя поддерживались постоянными, равными требуемым значениям. Траектория полета ракеты должна изменяться по определенной, заранее разработанной программе. Антенна радиолокационной станции должна изменять угловое положение таким образом, чтобы ось равносигнальной зоны была направлена на цель, координаты которой изменяются произвольно. Таким образом, выходную величину объекта Для того чтобы выходная величина
Рис. 1.2. Схемы системы электропривода, состоящей из электромашинного усилителя мощности ЭМУ и электродвигателя М: а — принципиальна»; б - функциональная. определенное напряжение В дальнейшем, наряду с принципиальными, мы будем сталкиваться с функциональными схемами систем. Функциональная схема представляет собой схему соединения элементов, различаемых по их функциональному назначению. Функциональная схема электропривода ЭМУ — электродвигатель изображена на рис. Другой причиной является влияние изменения параметров объекта или других элементов системы, т. е. влияние параметрических возмущающих воздействий
Рис. 1.3. Переходный процессе системе электропривода рис. 1.2, а при скачкообразном изменении задающего напряжения возмущающие воздействия будем называть просто возмущающими воздействиями. Третья причина, вызывающая отклонение Отклонение выходной величины от требуемого значения может возникать не только в переходном, но и в установившемся динамическом режиме, когда требуемое значение изменяется, например, с постоянной скоростью или постоянным ускорением. Отклонение Наметим пути решения задачи управления. Как отмечалось, на выходную величину
Рис. 1.4. Схема объекта(а) и реакции его каналов возмущения КВ и управления на выходную величину объекта будем называть каналом управления КУ объекта. Выходные величины каналов складываются (вычитаются) с помощью сумматора 2. При увеличении момента нагрузки Отклонение, возникающее в связи с изменением требуемого значения выходной величины, также может быть уменьшено или устранено подачей на вход объекта воздействия, являющегося определенной функцией от требуемого значения и характеристик объекта. Таким образом, задача устранения или уменьшения отклонения выходной величины объекта от требуемого значения (задача управления) сводится к нахождению необходимой зависимости воздействия на входе объекта от возмущающих воздействий, изменения требуемого значения выходной величины и характеристик объекта и реализации этой зависимости. Воздействие на входе объекта, полученное в результате преобразования факторов, вызывающих отклонение управляющим воздействием. Выходная величина объекта называется управляемой величиной, а объект — управляемым объектом. Математическое выражение зависимости управляющего воздейсгвия от возмущающих воздействий, изменения требуемого значения управляемой величины, отклонения управляемой величины, и характеристик объекта называется алгоритмом управления (регулирования). После приведенных сведений сформулируем определение управления: под управлением понимается осуществление воздействий, получаемых в результате обработки имеющейся информации и направленных на уменьшение отклонения функционирования управляемого объекта от заданного алгоритмом функционирования. Очевидно, что необходимость в управляющем воздействии возникает в тех случаях, когда процесс в объекте отклоняется от предписаний, заданных алгоритмом функционирования. Управляющее воздействие может вырабатываться с помощью человека или автоматическим управляющим устройством. Например, в системе (см. рис. 1.2) автоматическое управляющее устройство отсутствует. В ней не вырабатывается управляющее воздействие: входное воздействие объекта не изменяется в соответствии с изменением возмущающих воздействий (например, с изменением нагрузки) и отклонение выходной величины объекта (частоты вращения двигателя) от требуемого значения не уменьшается. В этой системе управляющее воздействие может вырабатываться человеком. Сравнивая действительное и требуемое значения управляемой величины, человек может выявлять отклонение между ними и в соответствии с величиной и знаком этого отклонения перемещать движок потенциометра Если управляющее воздействие вырабатывается с участием человека, то такое управление называется полуавтоматическим. Автоматическим называется управление, осуществляемое без непосредственного участия человека, когда управляющее воздействие вырабатывается автоматическим управляющим устройством. Автоматическим управляющим устройством (АУУ) называется устройство, которое вырабатывает управляющее воздействие в соответствии с заложенным в нем алгоритмом управления и оказывает воздействие на управляемый объект. Система, состоящая из управляемого объекта и автоматического управляющего устройства, взаимодействующих между собой в соответствии с алгоритмом управления, называется автоматической системой (системой автоматического управления, или системой автоматического регулирования). Предметом изучения теории автоматического управления являются системы автоматического управления и полуавтоматические (эргатические) системы управления, т. е. системы, содержащие человека-оператора.
|
1 |
Оглавление
|