1. Фундаментальные принципы управления

А. Принцип разомкнутого управления.

1. Управление по управляющему воздействию на систему.

В системах, построенных по этому принципу, значение управляемой величины Yне используется при формировании управляющего воздействия на объект. Точность управления зависит от влияния возмущающих воздействийFна управляемую величинуYи стабильности параметров системы.

В общем случае точность таких систем невелика. Тем не менее, системы, построенные по этому принципу, из-за простоты реализации нашли широкое применение. Примером таких систем являются различные автоматические дозаторы, где величина дозы зависит от времени работы дозатора.

2. Управление по возмущающему воздействию (принцип компенсации возмущающего воздействия).

Д_F  датчик возмущающего воздействия; Ф  устройство, формирующее управляющее воздействие на объект

В системах, построенных по этому принципу, управляющее воздействие Х_уна объект формируется в зависимости от изменения возмущающего воздействияFтак, чтобы ликвидировать влияние этого изменения на управляемую величину.

Поскольку контролировать все возмущающие воздействия невозможно, точность таких систем ограничена.

Примером таких систем является система стабилизации напряжения генератора. При изменении нагрузки ток генератора изменяется, вследствие чего напряжение генератора также изменяется. Например, при возрастании нагрузки ток увеличивается и напряжение уменьшается. Для того чтобы стабилизировать напряжение, генератор снабжают дополнительной компаундной обмоткой, по которой проходит ток равный или пропорциональный току генератора. Компаундная обмотка формирует дополнительный магнитный поток возбуждения, что стабилизирует напряжение генератора. Компенсация достигается только при изменении нагрузки. Изменение напряжения, например, вследствие изменения скорости приводного двигателя не компенсируется.

Б. Принцип замкнутого управления (управление с обратной

связью, управление по ошибке, управление по отклонению).

З  задатчик (программатор); СУ  сравнивающие устройство; Ф  устройство, формирующее управляющее воздействие на объект; ОУ  объект управления; Ду  датчик управляемой величины; Y  управляемая величина; Y_з  управляющее воздействие на систему; Х_у  управляющее воздействие на объект; F  возмущающее воздействие; Х_з  сигнал задатчика; Х_д  сигнал датчика; е_с  сигнал ошибки

В системах, построенных по этому принципу, управляемая величина Yконтролируется в процессе управления (измеряется датчиком Д_у). На сравнивающем устройстве формируется сигнал ошибки е_с. Управляющее воздействие Х_Уна объект формируется так, чтобы ликвидировать ошибку е = Y‑Y_з.

Обратная связь, по которой сигнал Y с выхода системы подается на ее вход, называется главной обратной связью.

Системы, построенные по рассматриваемому принципу управления, стремятся ликвидировать ошибку независимо от природы ее происхождения.

Примером таких систем является система автоматического регулирования температуры животноводческого помещения, функциональная схема которой приведена на рис. 2.1.2.

Из-за инерционностиОУ и элементовУУне всегда удается обеспечить требуемое быстродействие таких систем. В этом случае организуюткомбинированное управление, когда управляющее воздействие на объект формируется в функции от ошибкиеи изменения возмущающего воздействияF.