2. Функциональные элементы автоматики, общая характеристика.
I.2. Основные функциональные элементы систем автоматического регулирования (сар)
Любая САР состоит из объекта регулирования и регулятора. Автоматические регуляторы могут представлять собой очень сложные устройства.
Рисунок 1.1. 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. 1.1. 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 (ОСгл) сигнала от чувствительного (измерительного) элемента (ЧЭ) или датчика. ЧЭ служит для измерения в процессе регулирования действительного значения регулируемой величины Хвых. 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 DХ. 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 (ОСм), служащие для коррекции динамических свойств системы с целью получения заданных показателей качества переходного процесса.