Практическое занятие №3 «Системы автоматического регулирования»
Принцип регулирования по возмущению.
Автоматика — отрасль науки и техники, охватывающая теорию и практику автоматического управления, а также принципы построения автоматических систем и образующих их технических средств.
Управление — процесс, обеспечивающий необходимое по целевому назначению протекание процессов.
Цель — причина управления, задающая воздействие на её достижение. Воздействие на объект управления предназначено для достижения цели управления.
Объекты:
управляемые
неуправляемые
Устройство управления — совокупность устройств, с помощью которых осуществляется управление существующими технологическими параметрами.
Объект управления — агрегат, в котором происходит подлежащий управлению процесс.
Регулирование — частный случай управления, цель которого заключается в поддержании на заданном уровне одной или нескольких регулируемых величин.
Регулятор — преобразует ошибку регулирования ε(t) в управляющее воздействие, поступающее на объект управления.
Задающее воздействие g(t) — определяют требуемый закон регулирования выходной величины.
Ошибка регулирования ε(t) = g(t) - y(t), разность между требуемым значением регулируемой величины и текущим ее значением. Если ε(t) отлична от нуля, то этот сигнал поступает на вход регулятора, который формирует такое регулирующее воздействие, чтоб в итоге с течением времени ε(t) = 0.
Возмущающее воздействие f(t) — нарушают требуемую функциональную связь.
Возмущения:
внешние
внутренние
Системы автоматического управления:
разомкнутые
замкнутые
По способу определения управляющего воздействия, необходимого для компенсации отклонения управляемой величины от требуемого значения, различают 3 принципа управления:
- управление по возмущению, когда управляющее воздействие на объект формируется в зависимости от величины задающего воздействия и одного или нескольких внешних воздействий на ОУ;
- управление по отклонению, когда управляющее воздействие на объект формируется в зависимости отклонения действительного значения управляемой координаты от заданного значения;
- комбинированное управление, когда управляющее воздействие на объект формируется в зависимости отклонения действительного значения управляемой координаты от заданного значения и величины одного или нескольких внешних воздействий на ОУ.
Принцип регулирования по возмущению иногда называют принципом регулирования по внешнему воздействию. На объект регулирования воздействуют отклоняющие воздействия, отклоняя регулируемую величину от требуемого закона ее изменения. В связи с этим для компенсации вредного влияния какого-либо возмущающего воздействия на регулируемую величину необходимо осуществить регулирующие воздействия на объект, обеспечивающие изменение регулируемой величины по требуемому закону.
Управление по возмущению основано на принципе компенсации возмущений и является первым принципом автоматического управления. При таком принципе управления управляемый параметр не изменяется, а используется только информация о внешнем воздействии f(t). При этом определяют основное возмущающее воздействие и устанавливают, как необходимо изменять управляющее воздействие на объект управления, чтобы значение управляемых параметров поддерживать неизменным. В САУ, использующей принцип управления по возмущению, управляющее воздействие на объект, определяется как
Преимущества такого способа управления:
возможность полной компенсации возмущающего воздействия на объект управления;
отсутствие информации о подлинном состоянии объекта управления устраняет проблему обеспечения устойчивости управления.
Недостатки:
Устранение влияния лишь тех возмущающих воздействий, для которых созданы компенсационные каналы обработки величин этих воздействий.
Наличие большого числа неконтролируемых возмущений увеличивает погрешность стабилизации выходной координаты.
Изменение условий компенсации влияния внешних возмущений на объект при изменении его параметров, возникающих при изменении условий работы объекта управления и регулятора.
Возможность применения управления только к объектам, качественные и количественные характеристики которых известны.