Системы автоматического управления (сау)
Достаточно разнообразны, однако они поддаются четкой классификации по следующим признакам:
1. Пo виду управлений динамики процессов управления:
линейные;
нелинейные.
2. По закону изменения входного сигнала х:
системы автоматической стабилизации (х = const); примеры : САР частоты вращения дизеля; САУ курсом судна в режиме «Автомат»;
системы программного управления (закон изменения х заранее известен); пример: САР стерилизации консервов в автоклаве;
следящие системы (х изменяется по произвольному закону); пример: САУ курсом судна в режиме «Следящий».
3. По виду используемого регулятора:
линейные;
нелинейные;
импульсные;
цифровые.
4. По общему алгоритму функционирования:
обычные САУ: оптимальные и адаптивные САУ.
Основопологающими понятиями САУ являются:
состав и характеристики входных сигналов, которые подразделяются на сигналы управления и сигналы возмущения;
совокупность показателей качества регулирования входного сигнала структурная схема САУ и динамические характеристики звеньев САУ. Все это сводится к трем элементарным схемам управления : прямое управление по возмущению ; управление по отклонению
Принципы управления Принципы прямого управления
Задающий датчик регулятор объект управления
ql q2 q3 q4 q5 q6
Рис. 2. Схема принципа прямого управления.
За выходным сигналом Y следит человек оператор, который вручную изменяет X так, чтобы достичь заданных значений сигнала Y. Сигналы возмущения ql — q6, изменяющие протокольным образом выходной сигнал, человеком не контролируются.
Достоинства:
предельная простота регулятора.
Недостатки:
обязательное присутствие оператора,
малая точность,
невысокое быстродействие,
отсутствие компенсации внешних воздействий
Пример: электропривод якорно-швартового устройства.
Принципы управления по возмущению
Особенности: некоторые из сигналов возмущения, которые можно измерить и преобразовать в электрический сигнал (если регулятор электрический), заводятся на вход регулятора через сумматор Сум. Это приводит к такому изменению входного сигнала регуляторами, чтобы было скомпенсировано действие на систему сигналов возмущения.
Сум
ql q2 q3 q4 q5 q6
Рис. 3. Схема принципа управления по возмущению.
Достоинства:
наивысшее быстродействие в сравнении с другими схемами;
выше точность регулирования в сравнении с прямым управлением.
Недостатки:
сложность в выделении всех возмущений, действующих на элементы САУ и сложность их классификации (основные и второстепенные);
сложность измерения и преобразования сигналов возмущения в электрический сигнал.
Пример: чрезвычайно сложной является задача измерения механического момента в валах вращающихся механизмов.
Пример: САР напряжения генератора (система токового компаундирования). Регулируемый сигнал — напряжение на выводах генератора, возмущающий сигнал — ток нагрузки генератора, который измеряется просто трансформатором тока.