1. Основные понятия и общие принципы построения автоматических систем.
Автоматика – охватывает совокупность методов, технических средств, освобождающих человека от операций по контролю.
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, неуправляемы
САУ состоит из: объект управления, уст-во упр-ния.
Устройство управления – совокупность устройств, с помощью кот. осуществляется управление существующими технологическими параметрами.
Объект управления – агрегат, в кот. происходит подлежащий управлению процесс.
Регулирование – частный случай управления.
Регулятор – вырабатывает управляющие воздействия на ОУ, поддерживает на заданном уровне или изменяет по определенному закону регулируемую величину.
Внешние воздействия g(t) – определяют требуемый закон регулирования выходной величины.
Возмущающие воздействия f(t) – нарушают требуемую функциональную связь.
Возмущения: внешние и внутренние.
g(t) – задающие воздействия, предназначены для достижения цели управления.
САУ: 1) разомкнутые 2) замкнутые (системы с обратной связью) учитывает отклонение
2. Типовая функциональная схема сау.
1 – Задающее уст-во, преобразует задающее воздействие g(t) в величину h(t).
2 – Сравнивающее уст-во, производит вычитание x(t) = h(t) – z(t), выявляя ошибку системы.
3 – Дополнительное измерительное уст-во, вводимое в некоторых случаях.
4 – Усилительное уст-во, усиливающее сигнал до значения необходимого для исполнительного уст-ва 5.
5 – Исполнительное уст-во.
6 – Звено, через которое осуществляется местная ОС. Это для придания системе необходимых динамических свойств.
7 – Управляемый объект.
8 – Элемент главной
обратной связи – чувствительный элемент,
первичный преобразователь, датчик.
Служит для измерения текущего значения
регулируемой величины y(t)
и преобразование её в
Система управления условно состоит из 2-х каналов:
Канал прямой связи: содержит элементы, кот. преобразуют сигнал в одном направлении: ЗЕ -> ОУ.
y(t)
Канал ОС. Несет информацию регулирующих параметров для их уравнения от ОУ до элемента уравнения.
y(t)
3. Принципы управления в сау.
1) Принцип управления по отклонению.
В этом случае значение отклонения регулирующего параметра определяется так: Е = y(t) –y3(t) . Более эффективны, чем САУ по возбуждению.
2) По возмущению. Используются алгоритмы, с помощью кот. гасятся возмущения.
САУ делятся на: а) с полной информацией; б) с неполной информацией.
3) По степени использования информации о состоянии ОУ, САУ разбиваются:
а) управление с ОС; б) управление без ОС.
4) ПО степени использования информации о параметрах и структуре ОУ:
а) адаптивный; б) неадаптивный; в) поисковый; г) беспоисковый;
д) с идентификацией; е) с переменной структурой.
5) По степени преобразования координат в САУ:
А) детерминированный; б) стохастический (со случайными воздействиями)
6) По виду мат. модели преобразования координат:
а) линейные; б) нелинейные (релейные, логич. и др.)
7) По виду управляющих воздействий:
а) аналоговые; б) дискретные (прерывные, импульсные, цифровые)
8) По степени участия человека:
а) ручные; б) автоматические; в) автоматизирование (человек в управлении).
4. Классификация сау.
1) По виду задающего сигнала:
а) системы автоматической стабилизации: g(t) = const, y(t) = const
б) системы программного управления: g(t) = F(t), y(t) = const
в) следящие системы: изменение задающего сигнал происходит по случайному закону.
2) По виду топологии (функциональности), т.е. по степени связности процессов в объекте и по степени сложности самой структуры:
а) одноконтурные САУ (с одной регулируемой величиной) включает один канал ОС.
б) многоконтурные несвязанные системы, в которых УУ не связаны между собой вне объекта управления.
в) многоконтурные зависимые САУ – в которых изменение одной величины приводит к изменению других регулируемых величин.
г) многоконтурные независимые
д) многоконтурные связанные
е) многоконтурные автономно связанные, в которых изменение одной регулируемой величины не приводит к изменению других.
ж) многоконтурные неавтономно связанные
3) По воздействию чувствительного (измерительного) элемента на регулирующий орган:
а) системы прямого управления; б) системы косвенного управления
4) По виду зависимости регулируемой величины от внешнего воздействия:
а) статические, в которых при возмущающем воздействии регулируемая величина по окончании переходного процесса принимает значение, пропорционально воздействию:
Статическое звено
САУ – звено между g(t)
и у(t),
между кот. сущ-ет определенная
функциональная связь: y(t)
= F(g(t))
t
[
]
б)астатические –
в кот. при внешнем воздействии f
и окончании переходного процесса
значение регулируемой величины
устанавливается равным заданному (
)
5) По виду воздействия регулируемого органа на ОУ:
а) системы непрерывного управления, в кот. y = F(g), где F является аналитической непрерывной функцией.
б) системы прерывного управления (дискретные), в кот. функция F – дискретна:
релейного действия; импульсного; цифрового
6) По характеру звеньев:
а) линейные: y
= a
+ kx
(a
)
Процессы, проходящие в линейных системах, описываются ОДУ.
A,
B,
C,
D
– матрицы;
-
векторы
С распределенными параметрами:
С запаздыванием:
,
где
- время запаздывания
С переменными параметрами:
Импульсные (цифровые):
б) нелинейные:
F – функция имеющая точки разрыва.
7) По степени самонастройки, адаптации, оптимизации и интеллектуальности:
а) экстремальные
б) самонастраивающиеся
Идентификация бывает: структурной;
параметрической:
-
ур.ние ОУ;
в) интеллектуальные.