1. Построение системы автоматического управления

Управление — процесс на входе объекта управления, обеспечивающий такое протекание процессов на выходе объекта управления, которое обеспечивают достижение заданной цели управления.

Кибернетика – наука об управлении. Зарождение кибернетики как науки началось в 1946 году – книга Ноберта Вибернта. Книга была написана математиком совместно с биологом. В ней говорится, что принципы управления в живой природе и в технике общие.

Обратная связь — связь, при которой на вход регулятора подаётся действительное значение выходной переменной, а также заданное значение регулируемой переменной.

Принципы управления

Управление по принципу отклонения управляемой переменной: — обратная связь образует замкнутый контур. На управляемый объект подаётся воздействие, пропорциональное сумме (разности) между выходной переменной и заданным значением, так, чтобы эта сумма (разность) уменьшалась.

Управление по принципу компенсации возмущений: — на вход регулятора попадает сигнал, пропорциональный возмущающему воздействию. Отсутствует зависимость между управляющим воздействием и результатом этого действия на объект.

Управление по принципу комбинированного регулирования: — используется одновременно регулирование по возмущению и по отклонению, что обеспечивает наиболее высокую точность управления.

2. Классификация систем автоматического управлении

По характеру управления:

• системы управления

• системы регулирования

По характеру действия:

• системы непрерывного действия

• системы дискретного действия

По степени использования информации о состоянии объекта управления:

• управление с ОС

• управление без ОС

По степени использования информации о параметрах и структуре объекта управления:

• адаптивный

• неадаптивный

• поисковый

• беспоисковый

• с идентификацией

• с переменной структурой

По степени преобразования координат в САУ:

• детерминированный

• стохастический (со случайными воздействиями)

По виду математической модели преобразования координат:

• линейные

• нелинейные (релейные, логические и др.)

По виду управляющих воздействий:

• аналоговые

• дискретные (прерывные, импульсные, цифровые)

По степени участия человека:

• ручные

• автоматические

• автоматизированные (человек в управлении)

По закону изменения выходной переменной:

• стабилизирующая: предписанное значение выходной переменной является неизменным.

• программная: выходная переменная изменяется по определённой, заранее заданной программе.

• следящая: предписанное значение выходной переменной зависит от значения неизвестной заранее переменной на входе автоматической системы.

По количеству управляемых и регулируемых переменных:

• одномерные

• многомерные

По степени самонастройки, адаптации, оптимизации и интеллектуальности:

• экстремальные

• самонастраивающиеся

• интеллектуальные

По воздействию чувствительного (измерительного) элемента на регулирующий орган:

• системы прямого управления

• системы косвенного управления

3. Статистические характеристики элементов системы.

К статическим характеристикам относятся: коэффициент передачи (чувствительность), линейность характеристики, предельные значения входных и выходных параметров (порог чувствительности, зоны нечувствительности или неоднозначности, параметры насыщения, рабочие диапазоны изменения сигналов и параметров), входная и выходная мощность, номинальные значения параметров и сигналов и т.п.

Статические характеристики описывают соотношения существующие между величинами и их производными, когда система находится в установившемся состоянии. Существует несколько способов представления статических характеристик:

- графический;

- в виде таблиц;

- в виде алгебраических уравнений.

Примеры статических характеристик элементов:

1 – линейная нереверсивная;

2 – линейная реверсивная;

3 – нелинейная нереверсивная;

4 – нелинейная реверсивная;

5 – релейная нереверсивная;

6 – релейная реверсивная;

7 – с зоной нечувствительности (явление сухого трения);

8 – для ферромагнитных элементов.