2.4. Основы теории управления машинами
Одним из значимых направлений механики машин является теория машин-автоматов (автоматика).
|
Автоматика – отрасль науки и техники, изучающая теорию автоматического управления, а также принципы построение автоматических систем и технических средств их образующих |
|
Автоматизация – комплекс организационно – технических мероприятий, способствующих полному или частичному освобождению человека от непосредственного участия в процессе. Внедрение автоматизации улучшает качество процесса, освобождает оператора от процесса управления. |
Виды автоматизации:
Автоматический контроль за параметрами рабочего процесса осуществляется с помощью измерительных приборов, на которые от датчиков устанавливаемых на объекте контроля через линию связи передается определенная информация Показания по ряду контролируемых параметров (давлению в гидросистеме, температуре, расходу топлива, и другим) выводятся на экран дисплея, расположенного в кабине оператора.
Автоматическое управление – управление тем или иным процессом без участия оператора с помощью технических средств, размещенных в замкнутом контуре управления с отрицательной обратной связью по значению управляемой величины (координаты скорости, ускорения рабочего органа или другими).
Состав простейшего контура системы автоматического управления (САУ) входят (Рис.2.28): объект управления, регулятор, датчик обратной связи и задающее устройство с той или иной программой управления (рабочий орган, двигатель СМ), вносят рассогласование между входными сигналами задающего устройства и управляемой величиной. Работа автоматических регуляторов в указанном контуре постоянно обеспечивает минимальные значения указанных рассогласований, что дает возможность с той или иной точностью (в зависимости от конечного результата) выполнить задачу по управлению рабочим процессом.
Рис. 2.27. Структурны схемы цепей управления:
а) ручного, с участием оператора; 1- бортовой источник питания,
2- рычаг управления, 3- привод системы управления (сервопривод), 4- силовая
цепь привода, 5- рабочее оборудование.б) автоматической g(t)- задающее
воздействие
(программа),З- задающее устройство,Д-
датчики, 
-блок
сравнения
g(t) и х(t); х(t)- управляемая величина; r(t)- сигнал управления; f(t)- внешнее
воздействие, У- усилительно-преобразующее устройство, И- исполнительное
устройство.БЭЗ- блок экстремальных значений, ВУ- вычислительное
устройство, МП- микропроцессор.
|
Автоматическое регулирование – разновидность автоматического управления, заключающаяся в поддержании постоянства или изменению по требуемому закону некоторой физической величины, характеризующей управляемый процесс. САР – система автоматического регулирования. |
Создание современных САУ целесообразно на базе микропроцессорных средств. К таким системам относят:
Системы программного управления координатами рабочего органа с целью реализации заданных траекторий движения;
Системы управления потоками мощности в приводе машины;
Системы управления рабочим процессом;
Информационные системы контроля и диагностики.
Основой автоматизации СМ является микро ЭВМ.
Автоматизированная система управления (рабочим) технологическим процессом (АСУ ТП) – это эргатническая (человеко-машинная) система, выполненная на базе ЭВМ в том числе с применением САУ.
Задачи систем автоматического управления (САУ) (регулирования (САР)):
Сохранение постоянного значения управляемой величины (УВ);
Изменение УВ по заданной программе;
Изменение УВ по заранее неизвестной программе (адаптивное управление);
Самонастройка системы на оптимум по какому-либо критерию.