Лекция № 2 Классификация систем и принципы автоматического регулирования
Вопросы, выносимые на лекцию:
Классификация систем. Системы стабилизации, слежения, программные, экстремальные. Принципы регулирования – по отклонению, возмущению. Комбинированные и адаптационные АСР. Функциональные схемы реализации.
Автоматические системы можно классифицировать по многим признакам: по назначению, по характеру управляемых величин; по виду используемой для управления энергии и т. п.
По характеру изменения задающего воздействия хв (t) автоматические системы разделяют на три типа: системы стабилизации, программные системы и следящие системы.
Система стабилизации — автоматическая система, предназначенная для поддержания с заданной точностью постоянного значения управляемой величины.
Программная система — автоматическая система, задача которой заключается в изменении управляемой величины по заранее составленной программе.
Следящая система — автоматическая система, задача которой заключается в изменении управляемой величины в соответствии с заранее неизвестной функцией времени.
Система экстремального регулирования – оптимизирующая автоматическая система, предназначенная для поиска и поддержание координат входных параметров объекта, определяющих экстремальное значение выходной величины.
Принципы регулирования. Принцип регулирования по отклонению, принцип регулирования по возмущению, принцип комбинированного регулирования и принцип адаптации.
Принцип регулирования по отклонению.
Если в автоматической системе управляющее воздействие вырабатывается на основе информации об отклонении регулируемой величины от заданного значения, то говорят, что система построена на основе регулирования по отклонению.
Для реализации этого принципа в регулирующем устройстве необходимо осуществлять сравнение действительного значения регулируемой величины с заданным (предписанным) значением и управлять объектом в зависимости от результатов этого сравнения.
В качестве примера рассмотрена АСР по отклонению, приведенная на рис. 2.1.
Характерной чертой автоматических систем, построенных на основе принципа управления по отклонению, является наличие контроля регулируемой величины и главной обратной связи (ГОС). Обратная связь в данном случае образована управляющим устройством.
Принцип регулирования по возмущению
Принцип управления по возмущению, или принцип компенсации возмущений, состоит в том, что управляющее воздействие в системе вырабатывается в зависимости от результатов измерения возмущения, действующего на объект. Другими словами в данных системах управляющее воздействие является функцией возмущающего воздействия.
Пример реализации АСР по возмущению показан на рис. 2.2
Основное достоинство систем по возмущению - высокое быстродействие цепей компенсации, так как система реагирует непосредственно на причину, а не на следствие, т.е. регулятор начинает работать в момент возникновения возмущения на входе в объект управления
.
Принцип комбинированного регулирования
Современные автоматические системы высокой точности обычно строят на основе принципа комбинированного управления, сочетающего в себе принципы управления по отклонению и по возмущению.
Подобные системы рекомендуется применять для управления объектами, которые характеризуются наличием существенных возмущений, большой инерционностью и присутствием транспортного запаздывания.
Принцип адаптации
Отличительные особенность этого принципа – способность системы самонастраиваться при изменении характеристик объекта управления, свойств входного сигнала и действующих возмущений.
Контрольные вопросы
Приведите классификацию систем авторегулирования.
Охарактеризуйте стабилизирующую систему регулирования.
Раскройте понятия программной и следящей систем автоматического регулирования.
Укажите принципы регулирования.
Приведите функциональную схему системы регулирования по отклонению, объясните ее работу.
Каким образом формируется сигнал рассогласования в АСР по отклонению.
Функциональная схема АСР по возмущению и ее работа.
Охарактеризуйте комбинированные АСР и область их применения.
Каким образом реализуется принцип адаптационного регулирования.
Литература к теме: [1], [3], [7]