В.2. Регулируемые параметры, регулирующие факторы, сущность автоматического регулирования

Физические величины объекта управления, которые контролируются АУУ называются управляемыми величинами. Для САУ самолета, например, это углы тангажа, крена, рыскания. Для САУ двигателя – это частота вращения ротора и т.д.

Для обеспечения управления объект должен иметь управляющий орган (УО). Для самолета УО – это рулевые поверхности, для двигателя УО – это дозирующий кран, поворотные створки реактивного сопла и т.д.

Изменение положения управляющего органа сопровождается изменением соответствующего управляющего фактора (УФ), влияющего на управляемую величину. Для рулевых поверхностей самолета УФ – это углы их отклонения. Для двигателя УФ – это положение дозирующего устройства, которое определяет расход топлива.

В процессе автоматического управления объект испытывает управляющие и возмущающие воздействия. Управляющие воздействия формируются автоматическим управляющим устройством. В неавтоматических системах управляющее воздействие формируется вручную. К возмущающим воздействиям относятся все остальные воздействия. К ним относятся:

• возмущения окружающей среды (порывы ветра, изменения температуры и давления атмосферы);

• возмущения, вызванные отказами и неисправностями;

• возмущения, вызванные деформацией конструкции самолета;

• возмущения, вызванные боевыми повреждениями и боевым применением (сброс боеприпасов, десантирование и т.д.).

Автоматическое управляющее устройство испытывает задающее воздействие, необходимое для выработки нужного управляющего воздействия. Задающее воздействие формируется либо оператором, либо специальным автоматическим устройством.

Таким образом, на управляемый объект и автоматическое управляющее устройство действует ряд физических величин, которые обобщенно называются входными сигналами.

Выходным сигналом АУУ является управляющее воздействие, одновременно служащее входным сигналом объекта.

Выходные сигналы объекта, находящиеся под контролем АУУ (т.е. управляемые величины объекта), называются выходными сигналами системы.

Для САУ принимаются определенные зависимости, связывающие их входные и выходные сигналы, которые называются законами управления.

Автоматические системы, реализующие простые законы управления, называют системами автоматического регулирования. При этом управляемая величина называется регулируемой величиной (или параметром), автоматическое управляющее устройство – регулятором, а управляющий фактор – регулирующим фактором. Таким образом, автоматическое регулирование является частным случаем автоматического управления.

В.3. Программы регулирования

Состояние любого технического устройства, которые можно характеризовать одной или несколькими физическими величинами. Физические величины, характеризующие состояние объекта управления называются выходными переменными объекта. Их совокупность определяют как вектор выходных состояний объекта управления. Этот вектор должен удовлетворять определенным требованиям, предъявляемым как установившимся, так и динамическим режимам работы технического устройства. Совокупность предписаний, определяющих характер изменения вектора входных состояний объекта управления, называется алгоритмом его функционирования. Несмотря на многообразие технических устройств можно выделить 3 базовых алгоритма их функционирования. К ним относятся:

Алгоритм стабилизации, который требует постоянства вектора выходного состояния ОУ и равенство его заданному значению .

.

При этом заданное значение должно оставаться постоянным в течении достаточно долгого периода времени. Примером систем, в которых используется алгоритм стабилизации, являются приводы главного движения станочного оборудования.

Программный алгоритм, для которого характерно изменение вектора выходного состояния ОУ по наперед известному закону или программе. В этом случае заданное значение вектора выходного состояния является известной функцией времени, то есть

.

Примером использования такого алгоритма являются системы числового программного управления.

Следящий алгоритм работы ОУ характеризуется тем, что требуемый закон изменения вектора выходного состояния объекта заранее неизвестен. Следящий алгоритм может быть описан выражением:

,

где – неопределенная функция времени.

Таким алгоритмом работы характеризуются системы наведения или слежения за состоянием объекта, изменяющегося по случайному закону. Например, системы компенсации износа режущего инструмента.

Графическое представление алгоритмов функционирования для вектора выходного состояния, содержащего только одну компоненту, представлено на рис. 1.

Стабилизация Программный Следящий

Рисунок 1.1 - Алгоритмы функционирования ОУ.