
- •Теория автоматического управления
- •1 Основные понятия и определения
- •1.1 Управление и регулирование
- •1.2 Состав системы автоматического регулирования.
- •1.3 Принципы автоматического регулирования
- •1.4 Типовая функциональная схема сар
- •1.5 Классификация сар
- •1.6 Математический аппарат теории автоматического регулирования
- •1.7 Задачи теории автоматического регулирования
- •1.8 Требования к системам автоматического регулирования
- •1.9 Режимы работы сар
- •1.10 Типовые внешние воздействия
- •2. Примеры систем автоматического регулирования
- •2.1 Система стабилизации уровня в ёмкости (рис. 2.1)
- •2.2 Регулятор частоты вращения вала главного судового дизеля (рис. 2.3)
- •2.3 Регулятор частоты вращения вала непрямого действия (рис 2.5)
- •2.4 Регулятор с жёсткой обратной связью (рис 2.7)
- •Сервомотора и сообщая его верхнюю полость со сливом. Поршень идёт вверх на увеличение топливоподачи.
- •2.5 Регулятор с гибкой обратной связью (рис.2.9)
- •2.6 Система регулирования уровня жидкости в резервуаре (рис. 2.11, а)
- •2.7 Сар уровня воды в резервуаре (рис. 2.12, а)
- •2.8 Сар температуры в камере (рис. 2.13, а)
- •2.9 Сар уровня воды в резервуаре (рис. 2.14, а)
- •2.10 Система автоматического регулирования и дистанционного измерения температуры в камере (рис. 2.15, а)
- •3 Типовые динамические звенья
- •6. Звено второго порядка описывается уравнением вида:
- •6.В в случае
- •4 Передаточная функция
- •5 Вынужденные колебания и частотные характеристики сар
- •Где m() и n() – соответственно вещественная и мнимая частотные характеристики.
- •6 Устойчивость автоматических систем
- •7 Качество процессов регулирования
- •8 Взаимодействие объекта и регулятора. Законы регулирования
- •9 Противоречие между статической точностью регулирования и устойчивостью
1.4 Типовая функциональная схема сар
Система автоматического управления включает в себя ряд элементов, каждый из которых выполняет определённую функцию. Между элементами существуют физические взаимосвязи, которые удобно отображать схематически в какой-либо условной форме.
САУ может быть разделена на части по различным признакам: назначению частей, алгоритмам преобразования информации, конструктивной обособленности. Соответственно различают следующие структуры и структурные схемы САУ:
- функциональную;
- алгоритмическую;
- конструктивная.
Следует понимать, что структура – это совокупность связанных между собой частей чего-либо целого; структурная схема – это графическое изображение структуры.
В теории автоматического управления чаще всего имеют дело с функциональной схемой, поэтому она рассматривается более подробно.
Функциональная схема отражает функции (целевое назначение) отдельных частей САУ и состоит из условных изображений элементов и звеньев и различных связей в виде линий со стрелками, показывающих направление передачи воздействий. Каждая линия соответствует обычно одному сигналу или одному воздействию. В соответствии с ГОСТ 21.404-85 для составления функциональных схем используют следующие условные обозначения:
|
– преобразователь информации; прибор, установленный за щитом; |
|
– прибор, установленный на щите либо на пульте. |
Обозначение контролируемой величины осуществляется с помощью букв:
D |
– плотность; |
E |
– любая электрическая величина; |
F |
– расход; |
G |
– размер, положение, перемещение; |
K |
– время; |
L |
– уровень; |
M |
– влажность; |
P |
– давление, вакуум; |
Q |
– любая характеристика вещества (состав, концентрация и др.) |
R |
– радиоактивность; |
S |
– частота вращения |
T |
– температура; |
V |
– вязкость; |
H |
– масса; |
W |
– ручное действие; |
U |
– способность контролировать несколько величин. |
Другие величины обозначают резервными буквами A, B, C, N и др.; значение этих букв указывается непосредственно на схеме.
Характер контролированной величины уточняется с помощью дополнительных букв, которые ставятся после обозначения величины: D – разность; F – соотношение; Q – интегрирование, например:
|
– контроль разности температур; |
|
– контроль соотношения давлений; |
|
– контроль полного расхода жидкости либо газа. |
После обозначения контролированной величины указываются функциональные признаки. Для преобразователей: Е – первичное преобразование информации; Т – дополнительное преобразование информации для дистанционной передачи сигнала. Для приборов: I – показания; R – регистрация; C – управление, регулирование; S – наличие контактного прибора; A – сигнализация (H – верхней границы, L – нижней). Например:
|
– первичный преобразователь температуры; |
|
– вторичный преобразователь для дистанционной передачи информации о расходе вещества; |
|
– прибор за щитом для измерения температуры, показывающий и регистрирующий. |