4. Структурно-функціональні схеми простіших сау і сар: призначення, склад та принцип дії.

Любая САР состоит из объекта регулирования и регулятора. Автоматические регуляторы могут представлять собой очень сложные устройства.

Рисунок 4.1. Типовая функциональная схема САР

Однако, в любом регуляторе можно выделить отдельные элементы, выполняющие определенные функции независимо от конструкции регулятора, вида энергии, используемой регулятором, и других факторов. Наглядное представление о функциях, которые выполняют отдельные элементы регулятора, дают функциональные схемы САР. Типовая функциональная схема представлена на рис. 4.1. На ОР, находящийся под влиянием внешнего возмущающего воздействия F, подается регулирующее воздействие Хр с выхода регулятора, который представляет собой совокупность обведенных пунктиром элементов, специально введенных для получения замкнутой системы автоматического регулирования. Замыкание контура регулирования производится подачей в регулятор по цепи главной обратной связи (ОС_гл) сигнала от чувствительного (измерительного) элемента (ЧЭ) или датчика. ЧЭ служит для измерения в процессе регулирования действительного значения регулируемой величины Х_вых. Он должен создавать на выходе сигнал, имеющий такую физическую природу, чтобы его удобно было использовать для роботы последующих элементов системы. Очень часто таким сигналом является изменение какого-нибудь параметра электрической цепи: напряжения, силы тока, сопротивления и т.д. Задающий элемент (ЗЭ) или задатчик, служит для введения в систему сигнала, в соответствии с которым должна изменяться регулируемая величина. Например, в системах автоматической стабилизации задатчиком вводится заданное постоянное значение регулируемой величины, которое называется уставкой регулятора.

Элемент сравнения (ЭС) обеспечивает сравнение заданного значения регулируемой величины, полученного от задатчика, с измеренным значением, поступающим от датчика, и вырабатывает на основе этого сравнения сигнал ошибки ΔХ. При этом сигнал ошибки может быть получен в виде, неудобном для работы последующих цепей. Например, сигнал может быть получен в виде изменения напряжения постоянного тока, усиление которого связано с большими трудностями. Поэтому постоянный ток желательно преобразовать в переменный. Далее, мощность сигналов ошибки, получаемых от элементов сравнения, в большинстве случаев недостаточна для работы последующих элементов систем регулирования. Все это вызывает необходимость применения дополнительных преобразовательных (ПЭ) и усилительных элементов (УЭ).

Исполнительные элементы (механизмы) (ИМ) служат для создания регулирующего воздействия на объект. Исполнительный механизм часто называется также серводвигателем, или сервомотором.

Рассмотренные элементы совместно с объектом образуют замкнутую цепь для прохождения воздействия. Во многих случаях такая система не обеспечивает получения требуемых показателей работы САР. Поэтому в ее общую схему вводят дополнительные элементы местной обратной связи (ОС_м), служащие для коррекции динамических свойств системы с целью получения заданных показателей качества переходного процесса.