3. Принцип управления по возмущению (принцип компенсации, принцип Понселе).

Сущность принципа Понселе заключается в том, что возмущение измеряется и формируется управляющее воздействие по каналу возмущения на объект так, чтобы скомпенсировать влияние возмущения на регулируемую координату.

Регулирующий орган управляется только в функции внешних воздействий F(р) и R(р). Фактическое изменение регулируемой функции у на работу регулятора влиять не будет, т.е. управление осуществляется по разомкнутому циклу.

Y(p)=Yr(p)+Yf(p)=Wp(p)Wor(p)R(p)+[Wkf(p)Wp(p)Wor(p)-Wof(p)]F(p);

при выполнении условия Wp(p)Wor(p)=1 и Wkf(p)Wp(p)Wor(p) -Wof(p)=0 ,

Y(p)=R(p).

Структура автоматической системы принципиально позволяет получить управление без ошибок. Однако практическая реализация такой системы наталкивается на затруднения.

Достоинства:

1. Возможна полная компенсация действия возмущения.

2. Компенсирующее устройство не влияет на устойчивость.

3. Простота регулятора.

Недостатки:

1. Необходимо сравнительно точно измерять возмущающие воздействия, что не всегда может быть выполнено, так как возмущающие силы обычно не поддаются точному измерению.

2. Реализация регулятора в общем случае невозможна, так как в передаточной функции Wp(p)=1/Wor(p) порядок числителя, как правило, выше порядка знаменателя.

3. Регулирование по возмущению может быть использовано лишь для объектов устойчивых.

4. Компенсируется только измеренное возмущение.

5. Приборы для измерения возмущений сложные и дорогие.

Такие системы применяются в тех случаях, когда не требуется высокая точность выполнения алгоритма функционирования объекта.

5. Фундаментальные принципы управления. Принцип обратной связи (принцип управления по отклонению контролируемой функции от входного воздействия, принцип Ползунова-Уатта).

Сущность принципа обратной связи заключается в том, что регулятор вступает в работу только тогда, когда между текущим и заданным значениями регулируемой функции появляется рассогласование, и регулятор воздействует на объект таким образом, чтобы свести это рассогласование к нулю или к малой величине.

Принцип внутренне противоречив, ибо прежде чем ликвидировать ошибку необходимо допустить ее возникновение.

В рассматриваемом случае уравнение системы регулирования будет иметь

Если Wp(p) по модулю во всех режимах работы системы сделать достаточно большим [в идеале Wp(jω)], то уu, так как при этом условии Wзf(p) будет стремиться к нулю, а Wзx(p) - к единице. Следовательно, регулирование по отклонению позволяет одновременно уменьшить влияние на систему возмущающих воздействий f и увеличить точность воспроизведения заданного входного воздействия x.

Регулятор вырабатывает в системе изменение y(t), направленное навстречу начальному отклонению, вызвавшему работу регулятора, то есть стремится компенсировать возникшее отклонение.

Обратные связи в регуляторе или объекте называются местными обратными связями.

Если система линейная и звенья статические, то в установившемся режиме тогда где обозначим k=k_pk_y – общий передаточный коэффициент разомкнутой цепи регулирования.

Уравнение статического равновесия имеет вид

При увеличении k влияние  уменьшается, поэтому достоинством этого принципа регулирования является его универсальность по отношению к возмущениям, а недостатком – склонность системы к неустойчивому режиму работы.

Установившаяся ошибка регулирования в статической системе с единичной отрицательной обратной связью (статическая ошибка) если k>>1, то

Достоинства:

1. Регулирование по отклонению позволяет уменьшить влияние на систему всех возмущающих воздействий;

2. Увеличивается точность воспроизведения заданного входного воздействия;

3. На динамические свойства объекта никаких ограничений не накладывается. Следовательно, регулирование по отклонению применимо к любым объектам, в том числе и к неустойчивым;

4. Отсутствие необходимости замера возмущений, что очень важно с практической точки зрения;

5. Отсутствие жёстких требований к стабильности характеристик элементов регулятора и объекта.

Недостатки:

1. Принципиально нельзя получить регулирование без ошибки, так как ошибка

регулирования является сигналом, который управляет регулирующим органом;

2. Склонность системы к неустойчивому режиму работы.

Управление – фундаментальная философская категория, решающая задачу формирования управляющих воздействий.

Регулирование – производная философская категория, решающая задачу отработки заданных воздействий.

Системы автоматического регулирования (САР) отличаются от систем автоматического управления (САУ) тем, что в последних происходит как формирование (выработка) желаемого поведения объекта на основании цели управления в виде задающих (управляющих) воздействий, так и их отработка в САР происходит лишь их отработка, а сами управляющие воздействия, поступающие на элемент сравнения, считаются заданными.

Теория автоматического регулирования является основой построения первого уровня, а теория автоматического управления – основой всей иерархической структуры информационных процессов управления, необходимых для комплексной автоматизации сложных объектов.

Принцип действия любой САР состоит в том, чтобы обнаружить отклонения регулируемых величин, характеризующих работу машины, или протекание процесса от требуемого режима, и при этом воздействовать на машину или процесс так, чтобы устранить возникшие отклонения.

В теории автоматического регулирования основными являются проблемы устойчивости, управляемости, наблюдаемости, качества переходных процессов, динамической точности, автоколебаний, оптимизации, синтеза и идентификации.