Теория автоматического управления.

Автоматическое регулирование (АР) – процесс поддержания заданного значения или изменения по заданной программе какой-либо физической величины при действии на систему возмущения и выполняемого без участия человека.

Объект регулирования (ОР) – техническое устройство, в котором осуществляется регулирование.

Физическая величина, подлежащая регулированию, называется регулируемой.

ОР+АР=САР

САР - система автоматического регулирования.

Генератор.

u_в - напряжение на обмотке возбуждения

u_г – напряжение генератора

Двигатель постоянного тока.

Под автоматическим управлением понимают создание условий, выбранных из множества возможных на основе определенной информации и направленных на поддержание или улучшение функционирования системы в соответствие с целью управления.

В качестве объектов управления ОУ могут рассматриваться отрасли, предприятия, цеха, процессы.

Можно привести следующую обобщенную структуру

u (u₁ ,…, u_n);- вектор управляющих воздействий

x (x₁ ,…, x_n);-вектор входных воздействий

z (z₁ ,…, z_n);-вектор возмущающих воздействий

X=A(u,z), A – оператор зависимости.

Принципы управления

1. Разомкнутого управления

1 – задача, задает алгебраическая функция (х₀)

2 – устройство управления, на основе АУ и свойств ОР (3), вырабатывает сигнал управления u.

3 – ОР, выходная величина – х, z – возмущенное воздействие.

2. Принцип компенсации

3. Принцип обратной связи

Если х отличается от х₀, то в закон управления вводится коррекция, и выходной х должен совпадать или отличаться от х₀ на min.

1) положительная обратная связь (ПОС)

2) отрицательная обратная связь (ООС)

Классификация систем управления:

1. По уравнениям динамики:

• Нелинейные

• Линейные

Линейные и нелинейные системы могут быть:

1) с постоянными параметрами;

2) с переменными параметрами;

3) с распределенными параметрами;

4) с запаздыванием.

2. По способу передачи сигналов:

• Непрерывные системы

• Дискретные системы:

1)импульсные

2)цифровые

• Релейные системы

3. По рассогласованию в установившемся режиме:

• Статические

• Астатические

4. По способу задания выходной (регулируемой) величины:

• Системы стабилизации

• Системы программного управления

• Следящие системы

• Самооптимизирующиеся системы

• Терминальные системы

Если хотя бы одна из величин квантуется по времени, система импульсная.

Если по уровню – релейная система.

Если и по времени, и по уровню, то система цифровая.

Статические системы – системы, в которых выходная величина зависит от возмущений.

(ошибка в установившемся режиме).

Астатические системы – системы, в которых .

Система стабилизации – система, в которой выходная величина наперед задана.

Системы программного управления – выходная величина меняется по заданной программе.

Следящая система – входная величина может меняться по произвольному закону, а выходная – четко следует за ней.

Самооптимизирующиеся системы – системы, которые в процессе работы способны изменять входное возмущение, контролировать параметры системы, перенастраиваться, чтобы обеспечить требуемое управление процессом.

Терминальные системы – задачи, достижение определенных показателей в заданном месте и времени.