5) Основные термины и определенияя тау: задача регулирования, сар , обратная связь, выходное воздействие, возмущающее воздействие.

Теория автоматического управления (ТАУ) — научная дисциплина, изучающая процессы автоматического  управления  объектами  разной физической природы. При этом при помощи математических средств выявляются свойства систем автоматического управления и разрабатываются рекомендации по их проектированию. Является составной частью технической кибернетики и предназначена для разработки общих принципов автоматического управления, а также методов анализа (исследования функционирования) и синтеза (выбора параметров) систем автоматического управления (САУ) техническими объектами. САР может находиться в состоянии равновесия, в ней могут протекать установившиеся и переходные процессы, количественные характеристики которых изучает теория автоматического регулирования (ТАР). В статических системах регулирования установившаяся погрешность (ошибка ) e_ст при постоянной нагрузке (на объект) зависит от величины последней.  Обратная связь — связь, при которой на вход регулятора подаётся действительное значение выходной переменной, а также заданное значение регулируемой переменной.

• жёсткая — такая ОС, при которой на вход регулятора поступает сигнал, пропорциональный выходному сигналу объекта в любой момент времени.

• гибкая — такая ОС, при которой на вход регулятора поступает не только сигнал, пропорциональный выходному сигналу объекта, но и сигнал, пропорциональный производным выходной переменной.

Управление по принципу отклонения управляемой переменной — обратная связь образует замкнутый контур. На управляемый объект подаётся воздействие, пропорциональное сумме (разности) между выходной переменной и заданным значением, так, чтобы эта сумма (разность) уменьшалась. Управление по принципу компенсации возмущений — на вход регулятора попадает сигнал, пропорциональный возмущающему воздействию. Отсутствует зависимость между управляющим воздействием и результатом этого действия на объект.

Управление по принципу комбинированного регулирования — используется одновременно регулирование по возмущению и по отклонению, что обеспечивает наиболее высокую точность управления.

Входное воздействие (Х) – воздействие, подаваемое на вход системы или устройства. Выходное воздействие (Y) – воздействие, выдаваемое на выходе системы или устройства. Внешнее воздействие – воздействие внешней среды на систему. С труктурная схема системы регулирования к примеру 1:

Возмущающее воздействие (f) - воздействие, стремящееся нарушить требуемую функциональную связь между задающим воздействием и регулируемой величиной.

Задача регулирования – доведение выходной величины X обьекта регулирования до заранее определенного значения SP и удержания ее на данном значении с учетом влияния возмущающих воздействий.

6)Виды возмущающих воздейсивии, действующих на систему стабилизации (систему управления)

Возмущения, действующие на САР, представляют собой непрерывные функции времени с различными законами изменения. Часто такой же характер имеют задающие воздействия. Поэтому поведение САР в реальных условиях представляет собой сочетание переходного и установившегося режимов. В этом случае возникают трудности принципиального характера, так как заранее неизвестны законы изме­рения внешних воздействий, что затрудняет анализ динамики и статики САР. Для ликвидации возникших затруднений часто используют так называемые типовые, управляющие и возмущающие воздействия, которые представляют собой либо наиболее вероятные, либо наиболее неблагоприятные законы изменения управляющих и возмущающих воздействий.

Например, довольно широко в качестве типовых используют воздействия полиномиального вида

,                                                   (1.1)

где n = 0,1,2 … – натуральные числа;   – постоянные величины;

где 1(t) – единичная ступенчатая функция.

При n = 0 выражение  (1.1) определяет ступенчатое воздействие: 

.                                          (1.2)

 При n = 1 из выражения (1.1) получим линейное воздействие (с постоянной скоростью) 

.                                        (1.3)

При n = 2 из выражения (1.1) получим воздействие с постоянным ускорением

.                                       (1.4)

 Графическое представление типовых воздействий, соответствующих уравнениям (1.2), (1.3), (1.4), представлено на рис. 1.5.

 

Рис. 1.5. Типовые полиномиальные воздействия

В некоторых случаях в качестве типового используется воздействие следующего вида:

,

где d(t) – единичная дельта-функция

Единичная дельта-функция (единичный импульс) представляет собой математическую идеализацию импульса бесконечно малой длительности, бесконечно большой амплитуды, имеющего конечную площадь, равную единице, т. е.  .

Существует следующая связь между единичной ступенчатой функцией и дельта-функцией

.

Кроме того, часто применяются гармонические типовые воздей­ствия

 

Классификация	Вид возмущающего воздействия	Место приложения возмущения	Примечания
1 По характеру изменения во времени	? медленно меняющиеся ? импульсные ? случайные
	? низкочастотные случайные возмущения	Поступают на вход обьекта управления
	? высокочастотные (шумы)	Поступают на выход обьекта управления	Необходима фильтрация шумов

где k – постоянный коэффициент; w – частота; j – фаза.

Момент приложения внешних воздействий к САР обычно принима­ется за нуль отсчёта времени. При таком подходе внешние воздей­ствия для отрицательного момента времени равны нулю. В связи о этим в аналитические выражения для внешних воздействий в ка­честве множителя вводят единичную ступенчатую функцию.

Любое внешнее влияние сложной формы может быть приближен­но представлено в виде совокупности типовых воздействий, свя­занных между собой определенными математическими операциями.

Система автоматического управления может включать следующие режимы: стабилизация продольного и бокового движения, стабилизация барометрической высоты полёта, стабилизация приборной скорости или числа Маха, стабилизация заданного курса, программное управление от навигационного комплекса в боковом и продольном канале, автоматический или директорный заход на посадку по сигналам курсо-глиссадных маяков и стабилизация движения на глиссаде снижения. На военных машинах предусмотрены режимы автоматического приведения к горизонтальному установившемуся полёту при потере лётчиком ориентировки в пространстве ("привод в горизонт") и автоматический низковысотный полёт с огибанием рельефа местности.

На пассажирских машинах применяется автомат тяги АТ, позволяющий автоматически регулировать обороты двигателей в незначительных пределах, с целью стабилизации путевой скорости на маршруте, без изменения тангажа. Автомат тяги является самостоятельной электронной системой, работающей на САУ.