Бакалавры краткие аннотации

1. Основные сведения об автоматизации и управлении

Все рабочие процессы, выполняемые человеком для получения продукции, представляют собой направленную совокупность действий – операций, которые условно можно разделить на два вида: рабочие операции и операции управления.

К рабочим операциям относятся действия непосредственно необходимые для выполнения рабочего процесса. Замена труда человека в рабочих операциях работой механизмов называется механизацией.

Замена труда человека в операциях управления работой технических устройств называется автоматизацией.

Технические устройства, выполняющие операции управления называются автоматическими устройствами.

Совокупность технических устройств ( машин, орудий труда, средств механизации), выполняющих рабочий процесс, с точки зрения управления является объектом управления. Совокупность автоматических устройств и объекта управления образует систему управления.

Система, в которой все управляющие операции выполняются автоматическими устройствами (без участия человека) называется автоматической системой управления (САУ).

Если задачей САУ является только поддержание некоторого параметра (регулируемой величины) на заданном постоянном уровне или изменение его по заданному закону, то такая автоматическая система называется системой автоматического регулирования (САР).

Система, в которой автоматизирована только часть операций управления, а другая часть операций (как правило, наиболее ответственная) выполняется человеком, называется автоматизированной системой управления.

Теория автоматического управления является теоретическим обоснованием автоматизации. Отрасль науки и техники, занимающаяся разработкой систем автоматического управления, называется автоматикой.

2. Деление автоматических систем на системы прямого и не прямого действия

Все системы автоматического регулирования САР разделяются на системы прямого и непрямого действия.

Системой автоматического регулирования прямого действия называется такая система, в которой воздействие чувствительного элемента на регулирующий орган осуществляется без привлечения дополнительного источника энергии.

Системой регулирования прямого действия является система (см.рис.) автоматического регулирования частоты вращения вала тепловой машины 1. Основу этой системы составляет центробежный регулятор Дж. Уатта. Регулирующим органом регулятора является задвижка 6, которая получает перемещение от чувствительного элемента. Чувствительный элемент представляет собой центробежный механизм, состоящий из вращающихся грузов 2, соединенных шарнирными тягами 3 с подвижной втулкой 4. На подвижную втулку с верху в направлении оси У действует сила предварительного сжатия пружины - F_пр. В противоположном направлении действует центробежная сила - F_цб, обусловленная вращением подвижных грузов. Регулируемой величиной является частота (скорость) вращения вала тепловой машины ω. Заданная величина ω_зад в регуляторе устанавливается предварительным поджатием пружины 5. В результате влияния возмущений f(t) регулируемая величина может отличаться от заданной. В этих случаях под действием разности сил ΔF = F_пр - F_цб подвижная втулка 4 переместится в сторону, соответствующую знаку разности и задвижка 6 также изменит свое положение. В результате изменится количество топлива, поступающего в двигатель.

Из материала следует, что регулирующий орган в этой системе, как и в предыдущей системе, приводится в действие энергией чувствительного элемента. Очевидно, что для регулирования чувствительный элемент должен быть достаточно мощным устройством. Если мощности у чувствительного элемента недостаточно, то уменьшается точность регулирования. Например, точность регулирования в рассмотренной системе достигается лишь в том случае, когда чувствительный элемент способен создавать усилия, достаточные для перемещения заслонки 3 и преодоления сил трения, возникающих в подвижных соединениях . Однако во многих случаях мощности чувствительного элемента оказывается недостаточно. В таких случаях между чувствительным элементом и регулирующим органом встраивается усилитель, в результате чего получается система непрямого регулирования.

Системой автоматического регулирования непрямого действия называется такая система, в которой чувствительный элемент воздействует на регулирующий орган не непосредственно, а через специальные усиливающие и преобразующие элементы, питаемые добавочным источником питания

Примером такой системы может служить система регулирования скорости тепловой машины. На рис..изображена схема усилительного устройства, которым дополняется предыдущая система прямого действия, В состав устройства входят: гидравлический цилиндр с поршнем 1; управляющий золотник 2; подвижный шток золотника 3. В качестве дополнительного источника энергии используется гидравлическая насосная станция с давлением рабочей жидкости Р_н. Перемещения штока золотника (У) осуществляются в результате движения подвижной втулки 4 центробежного измерителя скорости . Вследствие малых размеров управляющего золотника, требуются небольшие усилия для перемещения подвижного штока золотника. Сила же давления штока гидравлического усилителя на рычаг заслонки 4 (например, при его движении в низ) определяется величиной рабочего давления Р_н и площадью поршня 1 и поэтому может быть достаточной для перемещения заслонки даже с учетом возможных сил трения

Э

--

то определение надо выучить

Системой автоматического регулирования называется система, обладающая свойством сохранять требуемую функциональную связь между управляющими и регулируемыми величинами при помощи их сравнении и использования получающихся при этом разностей для управления.