ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Структура систем автоматического регулирования. Классификация САР из "Справочник конструктора " При автоматизации управления технологическими процессами возникает необходимость в различных группах операций управления. К одной из таких групп относятся операции начала (включения), прекращения (отключения) данной операции и перехода от одной операции к другой (переключения). Эта группа операций рассматривается в теории переключающих устройств и конечных автоматов [1-4]. [c.877] Всякий технический процесс характеризуется совокупностью физических величин, называемых показателями, или координатами процесса. Для правильного ведения процесса некоторые из его координат (управляемые) должны поддерживаться в определенных границах или изменяться по определенному закону. В связи с этим выделяется группа операций управления, обеспечивающая контроль за изменениями управляемых координат с целью установления допустимых границ. Эта группа операций состоит в измерении значений координат и представлении результатов измерения в удобной для оператора форме. Операции этой группы рассматриваются в теории автоматического контроля [5-7]. [c.877] наконец, третья группа операций управления — операции по поддержке заданного закона изменения координат — рассматривается в теории автоматического управления, некоторые положения которой приводятся ниже [8-10]. [c.877] Необходимость в управлении значениями координат возникает в случаях, когда нормальный ход процесса нарушается вследствие различного типа возмущений — воздействия внешней среды, различного рода помех, изменений нагрузки и др. [c.878] На рис. 6.1.1 изображены объект управления (ОУ) управляемые координаты г/ = у, г/2, г/ , возмущающие воздействия / = /i, /2- fm) и управляющие воздействия и = uj, 2,. .., UjJ, прикладываемые к ОУ, с помощью которых координаты у могут изменяться. [c.878] Переменные y(t), u t) и f(t) в динамических объектах обычно связаны между собой дифференциальными, интегральными или разностными уравнениями, содержащими в качестве независимой переменной время t. Изменения управляемых координат в нормальном желаемом процессе определяются совокупностью правил или математических зависимостей, называемых алгоритмом функционирования системы. Этот алгоритм показывает, как должна изменяться величина y t) по т1 ебованиям технологии, экономики и т. д. В теории автоматического управления алгоритмы функционирования считаются заданными. [c.878] Сущность принципа разомкнутого управления состоит в том, что алгоритм управления строится только на основе заданного алгоритма функционирования и в последующем не корректируется в зависимости от фактического значения управляемой величины. Схема управления (рис. 6.1.2), построенная по заданному принципу, имеет вид разомкнутой цепи блок управления БУ приводится в действие задатчиком алгоритма функционирования ЗАФ [сигнал д( )] и воздействует на объект управления [сигнал и( )] так, чтобы значения управляемой величины уЦ) были равны или близки к значениям д г), задаваемым алгоритмом функционирования. Близость значений и у( ) обеспечивается жесткостью характеристик элементов схемы. При действии возмущений f точность работы системы, построенной по данному принципу, снижается. [c.878] Пример системы, работающей по принципу разомкнутого управления, показан на рис. 6.1.3. При перемещении движка 2 потенциометра 1 изменяются напряжение на входе усилителя 3 и сила тока в обмотке возбуждения 4 генератора 5. Это приведет к изменению тока I в якоре двигателя 6, что, в свою очередь, вызовет изменение его частоты вращения. Частота вращения двигателя измеряется при помощи тахогене-ратора 7 и показывающего прибора 8. [c.878] Пример системы, работающей по принципу управления по отклонению, показан на рис. 6.1.5 (номера позиций те же, что и на рис. 6.1.3). Система отличается от предыдущей тем, что напряжение вырабатываемое тахогенера-тором 7, подается не на показывающий прибор (что имело место в системе на рис. 6.1.3), а на вход системы, где сравнивается с напряжением потенциометра. В результате сравнения определяется разность напряжений AU = U - U. , соответствующая ошибке регулирования частоты вращения двигателя. Далее AU подается на вход усилителя 3. В результате изменяются сила тока в якоре двигателя 6 и его частота вращения. [c.879] Класс систем, реализующих принцип управления по отклонению, называют системами автоматического регулирования (САР). [c.879] Изменения регулируемых величин вызываются не только управляющими, но и возмущающими воздействиями, приложенными к САР. Под возмущением понимается всякое воздействие, которое стремится нарушить требуемую функциональную связь между управляющим воздействием и регулируемой переменной. [c.879] Принцип управления по возмущению предполагает формирование управления в функции возмущения u t, f) (рис. 6.1.6, а) так, чтобы его действие на систему компенсировалось. [c.879] На рис. 6.1.6, б изображена схема компаундирования генератора, обеспечивающая постоянство напряжения С/д генератора Г постоянного тока при колебаниях тока нагрузки I, что может возникать, например, из-за изменения температуры окружающей среды. Для стабилизации напряжения С/ в схеме предусмотрена компаундная обмотка КО), с помощью которой формируется управляющая функция в виде дополнительного потока возбуждения Фцо- Величина потока Фко пропорциональна силе тока 1 . [c.880] Основное назначение САР заключается в том, чтобы выходной сигнал (регулируемая величина) во время эксплуатации системы с наибольшей точностью отслеживал изменение входного сигнала (управляющего воздействия), уменьшая вредное влияние возмущающих воздействий. Для этого в систему кроме объекта управления и устройств управления должны входить измерительные устройства, с помощью которых производится измерение управляющих и регулирующих сигналов, позволяющих создать замкнутую динамическую систему за счет введения в нее главной обратной связи. Таким образом, большинство САР можно привести к типовой структуре, схема которой показана на рис. 6.1.7. [c.880] Качество работы таких САР определяется статическими и динамическими характеристиками измерительных устройств, устройств управления и объекта регулирования. [c.880] Всякая система автоматического регулирования состоит из объекта регулирования и присоединенного к нему регулятора. [c.880] Вернуться к основной статье