2. Дайте характеристику понятиям “управление” и “регулирование”.

Совокупность операций, необходимых для пуска и остановки процесса, а также для поддержания или изменения в требуемом направлении величин, характеризующих процесс, называется управлением. Совокупность операций управления, которые относятся к поддержанию или изменению показателей процесса, представляют собой регулирование.

На графике представлено, что все 3 участка – это управление, и лишь второй участок – это регулирование.

Рабочие операции – это действия, непосредственно необходимые для выполнения технологического процесса в соответствии с теми физическими законами, которые определяют существо процесса, например, прокатка металла, транспортировка изделий и т.п. Рабочие операции создаются человеком искусственно и сами по себе не протекают так, "как надо". По этой причине рабочими операциями необходимо управлять.

Операции управления – это действия, которые обеспечивают начало, порядок следования, конец операций; выделяют необходимые ресурсы; задают нужные параметры самому процессу (скорость, температуру, давление и др.).

3. Что такое объект регулирования и какие переменные характеризуют его состояние?

Важнейшими понятиями теории автоматического регулирования являются объект регулирования (ОР), управляющее устройство (или регулятор – Р), управляющие и возмущающие воздействия.

Состояние ОР может быть представлено системой дифференциальных уравнений, которые описывают его физическую природу и образуют математическую модель объекта. В других случаях его свойства описываются статическими и динамическими характеристиками или иным способом. В общем виде ОР можно представить схемой, на которой указаны: регулируемые переменные (выходные координаты) y₁…y_n, возмущающие воздействия (возмущения) z₁…z_k, управляющие (входные) воздействия x₁…x_m, а также промежуточные (внутренние) координаты u₁…u₂.

Рассмотрим в качестве объекта регулирования асинхронный двигатель, приводящий в движение центробежный водяной насос. В качестве регулируемой координаты выберем угловую скорость n вращения вала АД, в качестве управляющего воздействия f – частоту напряжение на статоре. Однако, слишком низкая частота приведёт к насыщению магнитной системы АД и, следовательно, к недопустимо большому току намагничивания, перегреву изоляции и даже к выходу АД из строя. Поэтому в регулируемых по скорости асинхронных электроприводах в качестве управляющих воздействий выбирают и частоту f и напряжение на статоре U. В качестве возмущающих воздействий обычно принимают изменение момента статической нагрузки M_c и колебания напряжения ΔU_c питающей сети. В некоторых случаях есть опасность появления значительных перегрузок электропривода. Тогда полезно следить за величиной тока статора I, которую удобно представить промежуточной регулируемой переменной.

4. Назовите основные принципы регулирования и дайте их сравнительную оценку.

Структура системы

Алгоритм функционирования САУ показывает, как должна изменяться управляемая величина по требованиям технологии без учёта динамических искажений. Алгоритм управления (регулирования) показывает, как должно изменяться управляющее (регулирующее) воздействие r(t), чтобы обеспечить заданный алгоритм функционирования x(t). Законом (алгоритмом) управления (регулирования) называют математическую зависимость выходной координаты регулятора r(t) от отклонения ε(t) её производных и интегралов, возмущения f(t) его производных и интегралов и других величин.