6. Что называют системой автома­тического регулирования (сар)?

Обеспечение же только требуемых значений параме­тров, определяющих желаемый ход технологического процесса в том или ином объекте без участия человека, осуществляется у с т р о й с т в о м а в т о м а т и ч е с к о г о р е г у- л и р о в а н и я.

Параметры объекта, которые подлежат изменению или стабилизации, принято называть регулируемыми параметрами, а объект, в котором регулируются такие параметры, называют объектом регулирования.

Сочетание объекта регулирования с автоматическим регулятором при­нято называть системой автоматического регулиро­ва­ния (САР). Любую систему регулирования можно разложить на ряд эле­ментов. Если у таких элементов изменение входной ве­личины влияет на изме­нение выходной величины, а из­менение выходной величины при этом не влияет на из­менение входной, то такой элемент можно назвать на­правленным или д е т е к т и р у ю щ и м. Примером тако­го элемента может служить транзистор, у которого входной сигнал, подаваемый на базу, влияет на вели­чину коллекторного тока, а обратное влияние не имеет места. Другим приме­ром подобного же элемента слу­жит электрический генератор с независимым возбужде­нием, у которого входным параметром является ток воз­буждения, а выходным - напряжение на его выходных зажимах.

4.Методы составления функциональных схем сау.

Несмотря на многообразие отдельных САУ и входящих в них элементов, последние могут быть сведены к нескольким основным типам, различающимся по их назначению (функции) и взаимодействию в системе управле­ния, что позволяет представить САУ в виде обоб­щенной функциональной схемы (рисунок 1.1). Схе­ма отражает то обстоятельство, что сложная современная авто­матическая система должна выполнять одновременно две зада­чи:

а) обеспечивать с требуемой точностью изменение выходной величины системы в соответствии с поступающей извне входной величиной, играющей роль команды или программы. При этом необходимо преодолевать инерцию объекта управления и других элементов системы, а также компенсировать искажения, возни­кающие вследствие неточного знания характеристик отдельных элементов и нестабильности их параметров. Иногда это называ­ют управлением в узком смысле или слежением;

б) при заданном значении входной величины (заданной программе) система должна, по возможности, нейтрализовать действие внешних воз­мущений, стремящихся отклонить выходную величину системы от предписываемого ей в данный момент значения. В этом смыс­ле говорят о задаче регулирования или стабилизации.

В действительности обе эти задачи решаются совместно и об их разделении можно говорить, лишь условно. Однако в от­дельных конкретных САУ одна из указанных функций может быть выражена более сильно, чем другая. В этих случаях функциональная схема системы может иметь более простой частный вид.

Как видно из схемы (рисунок 1), на объект управления ОУ (называемый также объектом регулирования ОР), находящий­ся под влиянием внешнего возмущающего воздействия F, посту­пает регулирующее воздействие х_р, являющееся выходной вели­чиной управляющей части системы (регулятора), которая пред­ставляет собой совокупность обведенных пунктиром элементов, специально введенных для получения замкнутой системы авто­матического управления (регулирования).

Замыкание контура управления производится подачей в ре­гулятор по цепи главной обратной связи ОС_ГЛ управляемой ве­личины, которая в общем случае может отличаться от выходной величины объекта управления, если последняя недоступна для прямого контроля (например, измерение тока якоря электродви­гателя вместо непосредственного контролирования вращающего момента, противо-э.д.с. вместо скорости вращения якоря и т.д.). При этом ошибка системы определяется разно­стью между действительной выходной величиной х_вых и ее «иде­альным» значением х_к%, представляющим собой выход некото­рой воображаемой «идеальной» системы ИС, осуществляющей точное заданное преобразование входной величины. Необходимость введения задающего элемента ЗЭ объясняет­ся тем, что задающее воздействие, непосредственно поступаю­щее на элемент сравнения ЭС, может отличаться от входной ве­личины по двум причинам:

а) эти воздействия могут быть связа­ны друг с другом определенной функциональной зависимостью * или просто различаться масштабом величин;

б) задающее воздействие часто содержит в себе, наряду с полезным входным сигналом, и случайные возмущения или помеху (шум).

Рисунок 1 - Функциональная схема простейшей системы автоматического регулирования

Сигнал ошибки х_с, представляющий собой разность задаю­щего воздействия х_з и сигнала главной обратной связи х_о.с, в об­щем случае не должен отождествляться с ошибкой ∆х, даже ес­ли выходная величина совпадает с управляемой, а задающее воздействие — с входной величиной. Так, в статической системе при отсутствии возмущающих воздействий и неизменных пара­метрах системы установившаяся ошибка равна нулю, при этом сигнал ошибки должен иметь отличную от нуля величину, необ­ходимую для поддержания заданного значения выходной вели­чины системы.

Усилительный элемент У и исполнительный элемент ИЭ вхо­дят в основной контур системы. Преобразующий элемент ПЭ и элемент местной обратной связи ОС_м вводятся в систему для придания ей лучших динами­ческих свойств, т. е. для коррекции системы, в связи с чем их на­зывают соответственно последовательным и параллельным кор­ректирующими элементами. Их наличие не является обязатель­ным. Однако в этом случае могут быть осуществлены лишь про­стейшие САУ с крайне низкими качественными показателями.

Умение разделять САУ на функциональные элементы и составлять функциональ­ные схемы в общем виде, способствует ясности представлений о физических процессах, происходящих в системе, и имеет боль­шое значение для дальнейшего исследования и расчета основ­ных режимов работы системы