Основные понятия теории автоматического управления
Организация процесса, обеспечивающая требуемые значения его характеристик, называется управлением. Управление может быть ручным или автоматическим. При ручном управлении выработку регулирующего воздействия осуществляет человек, наблюдающий за ходом процесса, определяющий отклонение процесса от требуемого и вырабатывающий регулирующее воздействие в зависимости от этого отклонения так, чтобы процесс удовлетворял заданным требованиям.
Примеры: управление автомобилем, оператор аэродинамической трубы и т.д.
При автоматическом управлении выработку регулирующего воздействия осуществляет специальное управляющее устройство. В частном случае, когда задачей управления является поддержание постоянного уровня какой-либо величины, управляющее устройство называют автоматическим регулятором.
. Нейтральный объект не может обеспечить требуемый режим работы без управляющего устройства (регулятора).
Объекты, обладающие свойством возвращаться к прежнему состоянию после устранения причин, вызвавших изменения этого состояния, называются устойчивыми.
Некоторые объекты таковы, что изменения их входных величин после устранения возмущений не остаются постоянными , но возрастают с течением времени . Эти объекты можно назвать неустойчивыми . Неустойчивые объекты принципиально не могут работать без управляющего устройства.
Объект, которым управляют, называется объектом управления (ОУ). Величины, характеризующие протекающие в ОУ процессы, т.е. величины , которые нужно поддерживать постоянными или изменять их по некоторому , называются управляемыми или регулируемыми величинами.
Основные функциональные элт
Объект управления (ОУ)
Измерительное устройство (Из.У)
Задающее устройство (ЗУ)
Сравнивающее устройство (элемент сравнения) (СУ)
Усилительное устройство (Ус.У)
Корректирующее устройство (КУ)
Исполнительное устройство (ИУ)
2.Измерительное устройство. Его назначение состоит в измерении действительного значения управляемой величины. В зависимости от природы ОУ измерительные устройства могут быть весьма разнообразными.
3.Задающее устройство. Оно предназначено для установления необходимого значения управляемой величины. Это значение, в частности, может задаваться вручную. Величины на выходах задающего и измерительного устройств должны иметь одинаковую физическую природу.
4.Сравнивающее устройство. Оно сопоставляет значение управляемой величины с ее заданным значением и выявляет отклонение процесса от требуемого хода. Обычно сравнивающее устройство осуществляет операцию вычитания. При этом его выходная величина (сигнал ошибки) пропорциональна отклонению управляемой величины от заданного значения.
5.Усилительное устройство. Оно предназначено для усиления мощности сигнала ошибки. В простейших САУ это устройство может отсутствовать.
6.Исполнительное устройство. Назначением исполнительного устройства является выработка воздействия, прикладываемого к регулирующему органу объекта управления.
7.Корректирующее устройство. Оно применяется для изменения свойств САУ в желаемом направлении. Корректирующие устройства могут образовывать внутренние обратные связи. Эти устройства позволяют улучшить характеристики САУ.
Виды воздействий в САУ
Прикладываемые к САУ внешние воздействия можно разделить на задающие и возмущающие.
Задающие воздействия определяются тем законом, по которому должна изменяться управляемая величина. Нагрузкой является внешнее воздействие, приложенное к объекту управления, не зависящее от управляющего устройства (регулятора) и обусловленное нормальной работой этого объекта Помехи – это внешние воздействия, преложенные к отдельным элементам системы и не связанные с ее нормальной работой. Помехи существуют потому, что конструкция системы не позволяет их устранить.
Возмущающие воздействия могут изменяться по определенным законам, аналогично рассмотренным для ЗВ, а может изменяться случайно. В первом случае говорят о детерминированном, а во втором случае – о стохастическом законах изменения возмущающих воздействий.
1.Единичная ступенчатая функция. Это воздействие применяют, когда процесс регулирования вызван резким изменением нагрузки или быстрым изменением задающей величины
2.Дельта-функция. Это воздействие применяют, когда процесс регулирования вызван мгновенным “толчком”
, 
3.Гармоническое воздействие
4.Воздействия, изменяющиеся с постоянной скоростью
5.Воздействия, изменяющиеся с постоянным ускорением
