Классификация сау. Примеры реальных сау

Все разнообразие систем автоматического управления можно отнести к нескольким группам в соответствии с их отличительными особенностями.

В каждом конкретном случае с учетом особенностей объекта управления подбирается система управления из множества разновидностей систем, показанных на рис. 2.1.

Системы стабилизации применяют для поддержания управляемые параметры технологического процесса постоянными во времени.

Системы программного управления используют для изменения управляемых параметров технологического процесса по заданному во времени или пространстве закону (программе).

Следящие системы служат для отображения отслеживаемых параметров технологического процесса, изменяющихся по неизвестному заранее закону.

Разомкнутые системы не имеют обратной связи и используются в тех случаях, когда помехи работе системы пренебрежимо малы.

Замкнутые системы имеют обратную связь и обеспечивают более точ­ное выполнение поставленных перед ними задач в условиях существенных возмущающих воздействий.

Комбинированные системы формируют свое управляющее воздействие с учетом сигналов обратной связи и информации о возмущающих воздействиях, что позволяет более эффективно решать поставленные перед ними за­дачи.

Рис. 2.1. Классификация систем автоматического Управления

Настраиваемые системы настраиваются перед их включением в нормальную работу и не изменяют алгоритма своего функционирования и характеристик до возникновения неисправности или осуществления настройки.

Адаптивные (самонастраивающиеся) системы обладают способностью изменять свои характеристики или алгоритм функционирования в зависимости от условий функционирования с целью улучшения качества управления.

Игровые системы сами строят свою стратегию поведения в зависимости от собственной цели и поведения противодействующей системы (стороны).

Стационарные системы не изменяют своих характеристик в процессе нормального функционирования.

Нестационарные системы включают в свой состав хотя бы один элемент, характеристики которого изменяются во времени.

Системы с распределенными параметрами включают в свой состав хотя бы один элемент, характеристики которого зависят от пространственных координат.

Системы непрерывного действия характеризуются тем, что информация в контуре управления циркулирует непрерывно во времени.

В системах с гармоническим модулированным сигналом передача информации осуществляется путем модуляции переменного гармонического сигнала относительно высокой частоты, называемой несущей, сигналом бо­лее низкой частоты, несущем информацию.

Дискретные системы включают в свой состав хотя бы один элемент, который передает информацию с перерывами во времени.

Одномерные системы служат для управления лишь одним параметром технологического процесса и имеют в своем составе элементы только с одним входом и одним выходом.

Многомерные системы предназначены для управления несколькими параметрами технологического процесса и или включают в свой состав элементы с несколькими входами и или выходами.

Линейные системы состоят из элементов, которые могут быть описаны линейными математическими зависимостями.

Нелинейная система обладает хотя бы одним элементом, который может быть описан только нелинейной зависимостью.

В самом общем виде любая СИСТЕМА схематично может быть представлена следующим образом (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Структура Системы Автоматического Управления

ПРЯМАЯ СВЯЗЬ - это информационный канал, по которому сигнал передается от входа к выходу СИСТЕМЫ;

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ - это информационный канал, по которому выходной сигнал СИСТЕМЫ передается на вход.

Задачами ТАУ являются анализ, изучение и синтез СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ (САУ) с заданными свойствами.

С учетом требований технологии и эффективности производства выби­рается вариант реализации САУ.

Рис. 2.3. Разомкнутая система управления

В состав разомкнутой системы входят только элементы, находящиеся в прямой связи: задатчик (кнопка), управляющее устройство (программно-временное устройство), исполнительный механизм (двигатели), регулирующий орган (движители) и объект управления (транспортное средство). Датчик, измеритель и элемент сравнения в разомкнутых системах отсутствуют. Такие системы целесообразно применять лишь в тех случаях, когда команды программно-временного устройства выполняются с достаточ­ной точностью и отсутствуют чувствительные помехи выполнению этих команд.

Рис. 2.4. Замкнутая система управления

РП1, РП2 - датчики поло­жения транспортного средства; ОС1, ОС2 - каналы обратной связи, по ко­торым информация о выполнении команд управляющего устройства передает­ся на элементы сравнения ЭС1, ЭС2.

Если нет уверенности в том, что команды управляющего устройства будут выполнены точно, то разомкнутую систему дополняют обратной связью и образуется замкнутый контур (Рис. 2.4.).

Работу замкнутой системы можно представить следующим образом. После нажатия кнопки программное устройство выдает команды на

двигатели с таким расчетом, чтобы транспортное средство (например, те­лежка) переместилось из одного пункта в другой, положение которых определяется координатами на плоскости. Датчики положения регуляторов РП1 и РП2 передают сигналы, характеризующие положение транспортного средства в пространстве в свое управляющее устройство.

Если положение транспортного средства не соответствует заданному, то управляющее устройство подает дополнительные сигналы до того момен­та, когда заданные координаты положения будут достигнуты.

При разомкнутой системе управления транспортное средство остановится в том месте, где закончится время действия команды программного устройства.