Принципы управления и регулирования.

Входные воздействия и выходные параметры в зависимости от природы ОУ могут связываться различными математическими зависимостями. В простейшем случае, когда объект является безынерционным, это обычная функциональная зависимость:

у = F(f,g) .

Если объект обладает инерцией, то изменение у под действием f или g происходит не мгновенно. Объект в этом случае будет динамическим, а у, f и g связаны дифференциальными уравнениями.

Принцип разомкнутого управления.

Сущность принципа состоит в том, что алгоритм управления строится только на основании заданного алгоритма управления и не связан с возмущениями f или выходными величинами процесса у. Функциональная схема системы, построенной на этом принципе, показана на рис. 2, на котором ЗП – задатчик программы.

Рис. 1.2. Функциональная схема системы разомкнутого управления.

Работа всех элементов АС жестко и однозначно связана с задающим воздействием g(t). Разомкнутая АС обладает свойствами однонаправленного действия. Жесткой и однозначной называется такая связь двух переменных, при которой любому значению одной переменной соответствует одно строго пропорциональное значение другой.

Задание g(t) алгоритма управления может вырабатываться как специальным задатчиком программы (ЗП), так и заранее вкладывается в конструкцию УУ.

АС, в которых работа всех звеньев однонаправленной разомкнутой цепи жестко связана с задающим воздействием и управляемая величина не контролируется, называется разомкнутыми АС по задающему воздействию. Связь между g и u выражается зависимостью

U = k * g(t),

где k – коэффициент пропорциональности.

Недостаток таких систем – отсутствие контроля у(t). Поэтому появление значительного f(t) может вызвать отклонение y(t) от установленной алгоритмом функционирования. Достоинство таких АС – быстродействие и простота. По этому принципу построены устройства пуска и остановки, барабан музыкальной шкатулки, магнитофон и т.п.

Принцип компенсации (управление по возмущению) (принцип Понселе).

Если среди возмущений f имеется одно или несколько, оказывающих наибольшее влияние на отклонение, то для повышения точности выполнения алгоритма функционирования, можно измерить это возмущение, ввести по результатам измерения коррективы в алгоритм управления и компенсировать отклонение, вызванное этим возмущением. Сущность принципа компенсации (управления по возмущению) и состоит в уменьшении влияния возмущающих воздействий на управляемую величину.

Функциональная схема такой системы показана на рис. 3.

Рис. 1.3. Функциональная схема системы управления по возмущению.

Действующее на ОУ возмущение f(t) измеряется компенсационным устройством (КУ), на выходе которого вырабатывается управляющее воздействие g_f(t).

Системы, в которых осуществляется автоматическая компенсация влияния одного или нескольких возмущающих воздействий на неконтролируемую управляемую величину, называется АС с регулированием по возмущению.

Недостатками таких систем являются: низкая точность работы, т.к. невозможно полностью компенсировать возмущения из-за технической сложности их точного измерения и получения зависимости φ_к; управляемая величина не контролируется.

Достоинства этих АС - высокое быстродействие, возможность прогнозировать ожидаемый результат.

Примерами таких систем являются: компаундирование генератора постоянного тока, обеспечивающее неизменность напряжения при изменениях нагрузки; системы регулирования напряжения на нагрузке использующая РПН силовых трансформаторов.