3.2 Требования к содержанию отчета
3.2.1 По каждому принципу управления представьте в соответствии с заданиями: графики переходных процессов с указанием масштабов и установившиеся значенияyуст.
3.2.2 Укажите выявленные особенности переходных процессов и установившихся значений выходной величины y(t) на изученных моделях САУ.
3.3 Контрольные вопросы
3.3.1 Расскажите об основных принципах управления.
3.3.2 Возможно ли перерегулирование в схеме по принципу разомкнутого управления?
3.3.3 Какие основные проблемы существуют при реализации принципа компенсации?
3.3.4 Какова роль U2(t) в схеме на рисунке 3.3?
3.3.5 Назначение компенсатора.
4 Лабораторная работа №4. Принципы и законы регулирования
Цель работы: ознакомление с принципами разомкнутого и замкнутого регулирования. Исследование процессов преобразования сигналов в каналах ПИД-регулятора. Изучение свойства непрерывных законов регулирования: пропорционального (П), интегрального (И), изодромного (ПИ), и вариантов с дифференциальным каналом (ПД, ПИД).
4.1 Принципы автоматического регулирования
По принципу управления САУ можно разбить на три группы: с регулированием по внешнему воздействию – принцип Понселе; с регулированием по отклонению – принцип Ползунова-Уатта (применяется в замкнутых САУ); замкнутое регулирование; с комбинированным регулированием – в этом случае САУ содержит замкнутый и разомкнутый контуры регулирования.
4.1.1 Принцип регулирования по внешнему возмущению
Структурная схема САУ с разомкнутым регулированием представляет собой последовательное соединение блоков задающего воздействия, регулятора и объекта. Система описывается передаточной функцией разомкнутой системы. При этом отсутствует обратная связь (ОС) - рисунок 4.1.
|
| |
|
|
|
Рисунок 4.1 - Принцип разомкнутого регулирования
Достоинства:
- можно добиться полной инвариантности к определенным возмущениям;
- не возникает проблемы устойчивости системы, так как нет обратной связи.
Недостатки:
- большое количество возмущений требует соответствующего количества компенсационных каналов;
- изменения параметров регулируемого объекта приводит к появлению ошибок в управлении;
- можно применять только к тем объектам, чьи характеристики четко известны.
4.1.2 Принцип управления по отклонению
В этом случае система описывается передаточной функцией разомкнутой системы и уравнением замыкания
Алгоритм работы системы заключен в стремлении свести ошибку рассогласования x(t) к нулю (см. рисунок 4.2).
Рисунок 4.2 - Принцип замкнутого регулирования
Достоинства: ООС приводит к уменьшению ошибки независимо от факторов, ее вызвавших (изменений параметров регулируемого объекта или внешних условий).
Недостатки:
- в системах с обратной связью возникает проблема устойчивости;
- в системах принципиально невозможно добиться абсолютной инвариантности к возмещениям. Стремление добиться частичной инвариантности (не первыми обратными связями) приводит к усложнению системы и ухудшению устойчивости.
4.1.2 Комбинированное управление
Комбинированное управление заключено в сочетании двух принципов регулирования по отклонению и по внешнему воздействию. Первый канал чувствителен к отклонению регулируемой величины от задания. Второй формирует управляющее воздействие непосредственно из задающего сигнала (см.рисунок 4.3).
Достоинства:
- наличие ООС делает систему менее чувствительной к изменению параметров регулируемого объекта;
- добавление канала (ов), чувствительного к заданию или возмущению, не влияет на устойчивость контура ОС.
Недостатки:
- каналы, чувствительные к заданию или к возмущению, обычно содержат дифференцирующие звенья. Их практическая реализация затруднена;
- не все объекты допускают форсирование.
Рисунок 4.3 – Принцип комбинированного регулирования