Вопросы к зачету по ТАУ
Что такое «самовыравнивание объекта»
К основным свойствам объекта управления относят самовыравнивание, запаздывание и аккумулирующую способность.
Под самовыравниванием понимают способность объекта самостоятельно приходить в новое состояние равновесия при изменении управляющего или возмущающего воздействия. Свойством самовыравнивания обладают не все объекты управления. Объекты управления которые описываются интегральными или интегрирующими звеньями не обладают самовыравниванием. Такие объекты называются астатическими, а обладающие самовыравниванием – статические.
Объекты без самовыравнивания очень трудно поддаются управлению. Самовыравнивание может быть положительным и отрицательным. В первом случае равновесие восстанавливается без участия регулятора. В случае отрицательного самовыравнивания, восстановление равновесия осуществляется только при участии регулятора. Это объясняется тем, что возникшее нарушение в объекте стремится к накоплению. При отрицательном самовыравнивании объект называется неустойчивым статическим, а при положительном – устойчивым статическим объектом.
Количественно самовыравнивание описывается коэффициентом самовыравнивания, который равен отношению производной от приращения внешнего воздействия к производной от управляемой величины
–
приращение
возмущения;
–
приращение
управляемой величины.
Чем больше коэффициент ρ, тем легче осуществляется процесс автоматического управления, т.к. меньше отклонение управляемой величины, а следовательно процесс управления протекает быстрее и качественнее.
Объект с отрицательным самовыравниванием и объект без самовыравнивания не могут работать без регуляторов.
Типовая структурная схема сар
Рисунок 1 – Типовая функциональная схема САР
ЗУ – задающее устройство – предназначено для формирования задающего воздействия или алгоритма изменения выходной величины.
СУ1 – основное сравнивающее устройство – предназначено для формирования сигнала ошибки рассогласования путем сравнения задающего устройства с сигналом обратной связи.
СУ2 – дополнительное сравнивающее устройство – предназначено для образования местной обратной связи в любом месте системы.
ИУ – исполнительное устройство – предназначено для воздействия непосредственно на объект путем формирования регулирующего или управляющего воздействия.
ЧЭ – чувствительный элемент – предназначен для преобразования регулируемой величины в сигнал обратной связи, удобный для сравнения с заданным воздействием.
ПЭ – преобразовательный элемент – предназначен для преобразования физической природы, форма или уровня сигналов в различных местах схемы.
У – усилитель – предназначен для усиления сигнала ошибки рассогласования.
КУ – корректирующее устройство – предназначено для улучшения качества показателей системы; они могут быть в виде местных обратных связей (КУ1), параллельных подключений (КУ2), последовательных включений (КУ3).
С – сумматор.
Сравнивающее устройство – устройство, в котором сравниваются два одинаковых по физической природе сигнала. Это простейшее устройство, в котором решается такая арифметическая задача:
g(t)-y(t)=∆x
Чувствительный элемент – предназначен для измерения текущего значения регулируемой величины и преобразования этой величины в величину, удобную для сравнения в сравнивающем устройстве.
Задающее устройство – устройство, формирующее сигнал задающего воздействия, удобного для сравнения в СУ.
Т.к. после СУ получаем ошибку рассогласования, то в этом случае это устройство часто называют датчиком ошибки.
Усилитель предназначен для усиления сигнала, однако часто перед усилителем ставится преобразующее устройство, которое преобразует сигнал одной физической природы в другой. После ПУ часто устанавливают корректирующее устройство последовательного действия. Оно предназначено для введения в систему интегралов от ошибки рассогласования, т.е. предназначено для повышения качества процесса регулирования.
В типовой функциональной схеме выделяется так называемая местная обратная связь, которая предназначена для улучшения динамических характеристик регулятора. В типовой функциональной схеме может быть параллельное КУ, которое вводит в систему производные от ошибки рассогласования и предназначено для улучшения качества процесса регулирования.