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 1.2. Основные принципы управленияВ зависимости от способов формирования управляющего воздействия различают следующие принципы управления: по возмущению; по отклонению управляемой величины от требуемого значения; принцип комбинированного управления. Принцип управления по возмущению (разомкнутые САУ)Для уменьшения или устранения отклонения управляемой величины от требуемого значения, вызываемого влиянием того или иного фактора, необходимо, чтобы управляющее воздействие было определенной функцией этого фактора и характеристик объекта. Если под фактором, вызывающим отклонение управляемой величины от требуемого значения, понимается какое-либо возмущающее воздействие, то ему соответствует принцип управления по возмущению, «ели же этим фактором является изменение требуемого значения управляемой величины, то принцип управления по задающему воздействию. При управлении по возмущению ставится задача компенсации влияния возмущающего воздействия на управляемую величину, а при управлении по задающему воздействию задача состоит в достижении наиболее точного воспроизведения управляемой величиной этого задающего воздействия или его функции. Принцип управления по возмущению. Функциональная схема системы автоматического управления с принципом управления по возмущению (принцип Понселе — Чиколева) изображена на рис. 1.5. Возмущающее воздействие Принцип управления по возмущению состоит в том, что для уменьшения или устранения отклонения Измерение возмущающего воздействия Выходное воздействие связи по возмущению (компенсирующее воздействие) в сумматоре 21 складывается с задающим воздействием
Рис. 1.5. Функциональная схема САУ с принципом управления по возмущению. Некоторые системы включают в явном виде исполнительные элементы и управляющие органы. В рассматриваемой функциональной схеме эти элементы не выделены и входят в усилитель-преобразователь. Связь по возмущению и усилитель-преобразователь образуют автоматическое управляющее устройство (АУУ) (регулятор). АУУ, измеряя и преобразуя возмущающее воздействие На рис. 1.5 показано, что в САУ с принципом управления по возмущению имеются два канала влияния возмущающего воздействия Примеры систем с принципом управления по возмущению и их анализ в статическом режиме. Примером САУ с принципом управления по возмущению может служить система управления частотой вращения электродвигателя постоянного тока (рис. 1.6, а). В этой системе электродвигатель М является управляемым объектом, а частота вращения В отличие от обычной системы электропривода постоянного тока (рис. 1.2, а) здесь введена связь по основному возмущающему воздействию — нагрузке двигателя. Эта связь реализована с помощью моментной муфты
Рис. 1.6. Принципиальные схемы системы автоматического управления частотой электродвигателя с принципом управления по возмущению: а — связь по возмущению (нагрузке) реализована моментной муфтой подводимому напряжению мн. Ампервитки связи по возмущению складываются в ЭМУ с ампервитками, создаваемыми обмоткой управления Момент нагрузки Увеличение Мн через канал возмущения обычно вызывает уменьшение В системе без связи по возмущению (см. рис. 1.2, а) напряжение В тех случаях, когда не представляется возможности применить моментную муфту, измеряют не Чтобы убедиться в возможности полной компенсации влияния
Рис. 1.7. Статические характеристики системы с принципом управления по возмущению (рис. 1.6) при различной степени компенсации возмущения (нагрузки): Запишем уравнения элементов систем в установившемся режиме: суммирующего устройства на входе
двигателя
где Из формулы (1.1) видпо, что если
Очевидно, что с уменьшением
Статическая характеристика системы при В системе с принципом управления по возмущению можно добиться не гтолько полной компенсации, но и перекомпенсации влияния возмущающего воздействия, т. е. получения отрицательных отклонений. Действительно, увеличивая напряжение, снимаемое с потенциометра В рассматриваемых системах алгоритм управлении имеет вид:
т. е. управляющее воздействие Характеристика, достоинства и недостатки САУ с принципом управления по возмущению. В системах с принципом управления по возмущению для формирования управляющего воздействия используется непосредственная информация о возмущающем воздействии (т. е. информация о причине, вызывающей отклонение). Поэтому в этих системах возможна полная компенсация влияния возмущающего воздействия на управляемую величину, т. е. возможно достижение инвариантности (независимости) управляемой величины относительно данного возмущающего воздействия. Рассмотренным способом можно компенсировать влияние каждого из возмущающих воздействий в отдельности. Однако а практике обычно не удается компенсировать влияние всех возмущающих воздействий, так как значительная часть воздействий не поддается измерению и при компенсации всех возмущающих воздействий получается сложная система. На практике компенсируются лишь основные возмущающие воздействия, наиболее резко влияющие на управляемую величину. В системах управления, задача которых состоит в поддержании постоянства управляемой величины (т. е. в системах стабилизации), основным возмущающим воздействием обычно является изменение нагрузки (в рассмотренных выше системах — изменение момента нагрузки Система с принципом управления по возмущению является разомкнутой САУ. В ней процесс управления не зависит от результатов (управляемая величина не измеряется и не производится никаких действий, если она не соответствует требуемому значению) и наблюдается только прямое воздействие. Из приведенной характеристики САУ с принципом управления по возмущению видно, что они обладают следующими достоинствами: 1) позволяют полностью компенсировать возмущающие воздействия, т. е. в этих системах возможно достижение инвариантности управляемой величины относительно возмущающих воздействий; 2) в них, как в разомкнутых системах, не возникает проблемы устойчивости. САУ с принципом управления по возмущению присущи следующие недостатки: 1) они устраняют влияние лишь основных возмущающих воздействий, по которым созданы компенсационные каналы; появляется отклонение управляемой величины от требуемого значения с изменением второстепенных возмущающих воздействий, по которым нет компенсационных каналов; 2) в этих системах, как в разомкнутых, появляются отклонения управляемой величины с изменением характеристик объекта и элементов системы (см., например, выражение (1.3): при изменении 3) применение принципа управления по возмущению ограничено объектами, характеристики которых известны (можно определить). Принцип управления по задающему воздействию применяется в тех случаях, когда изменяется требуемое значение управляемой величины и основным фактором, вызывающим значительное отклонение управляемой величины от требуемого значения, является изменение задающего воздействия на входе инерционного объекта (исходной системы).
Рис. 1.8. Функциональная схема САУ с принципом управления по задающему воздействию Функциональная схема САУ с принципом управления по задающему воздействию изображена на рис. 1.8. Задающее устройство ЗУ вырабатывает задающее воздействие Например, чтобы уменьшить время переходного процесса, возникающего в инерционном объекте при изменении задающего воздействия, необходимо уменьшить влияние инерционности объекта. Этого можно добиться соответствующим функциональным преобразованием задающего воздействия — введением производной от этого воздействия. САУ с принципом управления по задающему воздействию являются разомкнутыми системами. Преимущества и недостатки, свойственные САУ с принципом управления по возмущению, как разомкнутым системам, относятся и к САУ с принципом управления по задающему воздействию.
|
1 |
Оглавление
|