5. Синусоидальное воздействие

(рис. 1,7, б)- воздействие, которое изменяет­ся по синусоидальному закону

где A-амплитуде;

ω -круговая частота.

1.3. Классификация систем автоматического

УПРАВЛЕНИЯ

Для ознакомления с основными видами систем автоматиче­ского регулирования рассмотрим классификацию САУ по ряду признаков.

1. По характеру изменения задающего воздействия САУ класси­фицируются:

1) системы автоматической стабилизации;

2) системы программного регулирования;

3) следящие системы.

Системы автоматической стабилизации предназначены для под­держания постоянства регулируемой величины Х_вых. При этом задающее воздействие Х₃ является постоянным (Х₃=const). Структура такой системы одинакова с САР по отклонению. Системы автоматической стабилизации широко применяются в производственных условиях и предназначены для поддержания постоянства различных величин — напряжения, тока, мощно­сти, давления, температуры, различного рода соотношений и пропорций.

Системы программного регулирования служат для изменения ре­гулируемой величины во времени по определенному заранее установлен­ному закону, называемому программой. В этом случае задающая величи­на изменяется во времени

.

В качестве примера можно назвать САР электроприводов с задатчиками интенсивности, позволяющими с заданной интенсивностью изменять скорость двигателя. Системы программного управления применяются также для отра­ботки механизмом заданных программой перемещений. Пример: программное управление станками, подъёмными и транспортными механизмами и др.

Следящие системы применяются для поддержания соответствия между регулируемой величиной Х_вых и задающим воздействием Х₃ при случайных, заранее не определенных, изменениях Х₃ во времени. Следя­щие системы широко применяются в различных областях техники, где требуется воспроизведение одним устройством перемещения другого уст­ройства без механической связи между ними. Такая необходимость возникает при дистанционном управлении и измерении различных технологических величин с передачей показаний приборов на расстояние.

2. По способу передачи и преобразованию сигналов САУ разделя­ется на системы:

а) непрерывного действия;

б) дискретного действия.

САР непрерывного действия характеризуются тем, что в них в про­цессе регулирования сигналы на выходе всех элементов системы являют­ся непрерывными функциями во времени.

САР дискретного (импульсного) действия отличаются тем, что в них через определенные промежутки времени происходит размыкание и замы­кание контуров управления специальным устройством. Время управления делится на интервалы действия импульсов, в течение которых процессы протекают так же, как и в системах непрерывного управления, и паузы, в течение которых действие регулятора на систему прекращается.

Следовательно, в САР импульсного действия непрерывный сигнал преобразуется (квантуется) в серию импульсов, амплитуда и ширина или число которых в отдельные (дискретные) отрезки времени пропорцио­нальны этому сигналу.

Основными формами преобразования непрерывной величины в дис­кретную являются:

1) амплитудное преобразование (квантование по уровню), при кото­ром высота импульса пропорциональна дискретному значению непрерывной величины;

2) широтное преобразование (квантование по ширине), при котором ширина импульса (при постоянном периоде повторения импульсов) пропорциональна дискретному значению непрерывной величины;

3) кодо-импульсное преобразование, при котором через определен­ные промежутки времени вырабатываются серии (пакеты) им­пульсов, выражающие в определенном коде дискретное значение непрерывной величины.

Основными параметрами импульсов являются:

а) высота (амплитуда);

б) длительность или ширина ;

в) расстояние между импульсами или период повторения Т.

Расстояние между импульсами определяется их временным положе­нием, т.е. фазой или частотой ω₀= 2πt. Величина γ называется скважностъю и численно равна отношению времени импульса к периоду повто­рения Т, т.е. γ= t₀/T.

САР релейного действия называ­ется такая система, среди основных элементов которой содержится хотя бы один релейный. Работа релейного эле­мента характеризуется тем, что при не­прерывном изменении входной величи­ны Х_вх и достижении ею определённого значения Х_П, называемого пороговым, его выходная величина скачкообразно возрастает до значения Х_выхо (рис. 1.8).

Преимущество дискретного спосо­ба преобразования и передачи сигналов состоит в большей, по сравнению с непрерывным управлением, помехозащищенностью, что увеличивает точность работы системы, и большим быстродействием.

3. По свойствам в установившемся режиме САУ делятся на:

1) статические;

2) астатические.

В основе принципа такого деления лежит точность поддержания по­стоянства регулируемой величины при изменении возмущения.

Статическая САР - система, в кото­рой при изменении основного возмуще­ния (нагрузки) регулируемая величина отклоняется от заданной величины и величина этого отклонения пропорцио­нальна нагрузке. Статическая характе­ристика такой системы имеет следую­щий вид (рис. 1.9), где ΔХ_ВЫХ -статиче­ское отклонение регулируемой величи­ны, пропорциональное нагрузке F. Такие системы часто называют системами пропорционального регулирования.

Точность поддержания постоянства регулируемой величины опреде­ляется статическим отклонением и характеризуется статизмом системы.

В ТАУ под статизмом системы понимают отношение отклонения регули­руемой величины от заданной к заданной величине при номинальной нагрузке

.

Астатическая САР - система, которая в установившемся режиме рабо­тает без остаточного отклонения. Регулируемая величина в этой системе не зависит от нагрузки. Поэтому статизм характеристики данной системы равен нулю. При отклонении регулируемой величины от заданного значения, на­пример, вследствие приложения нагрузки, в системе возникает процесс ре­гулирования, при котором отклонение стремится к нулю, а регулирующее воздействие - к новому установившемуся значению.