Лекция №2 Основные определения и классификация систем автоматич. Управления (сау)

Управление – это совокупность действий, направленных на достижение объектом управления (сварочный процесс) заданного состояния (требуемых качества шва, скорости сварки, глубины проплавления, размеров литого ядра и т. п.). Формирование управляющего воздействия и само воздействие на объект управления осуществляется управляющим устройством.

Система управления (СУ) – это совокупность объекта управления и управляющего устройства, взаимодействующих между собой.

Воздействие управляющего устройства (УУ) на объект управления осуществляется по каналу прямой связи, а воздействие объекта управления на управляющее устройство – по каналу обратной связи.

X y Прямаясвязь

X

Обратная

связь

x - управляемая величина,

y - задающее воздействие.

СУ, в которой присутствует только прямая связь называется разомкнутой.

X

Y

Прямая связь

Обратная

связь

СУ, в которой наряду с прямой связью существует обратная связь называется замкнутой.

Под обратной связью в теории управления понимают передачу сигнала (информации) с выхода объекта управления (ОУ) на вход управляющего устройства (УУ). Обратная связь передаёт результат изменения выходной величины на вход системы.

Эта выходная величина представляет собой реальную физич. величину (длина дуги, глубина проплавления, ширина свароч. ванны, длина и диаметр обратного валика), подлежащую управлению.

Теория автоматического управления – это наука, которая изучает процессы управления и основы проектирования автоматич. систем, работающих по замкнутому циклу в любой области науки и техники. Иначе говоря, она изучает процессы управления и задачи создания любых систем управления с обратной связью.

Главная обратная связь – это связь между выходом и входом системы управления.

Местная обратная связь – это связь между входом и выходом каких-либо элементов внутри системы управления.

Обобщённая функциональная схема сау

Эта блок-схема является инвариантной (общей), для всех систем автоматического управления.

Зу – задающее устройство - формирует сигнал задающего воздействия g(t) пропорциональный заданному значению управляемой величиныx(t).

СС – система сравнения (схема сравнения),

ИУ – измерительное устройство,

(T) – сигнал рассогласования (сигнал ошибки),

(t) = g(t) – y(t),

где у(t)= k·x(t),

ε(t) → 0 – главная идея ТАУ.

ОУ – объект управления,

УПУ – усилительно-преобразоват. устройство (регулятор) – решает основную интеллектуальную функцию СУ.

ИО – исполнительный орган (привод подачи проволоки): гидравлический, пневматический, зубчатые, планетарные передачи. ИО может быть источник питания.

X₁(t) – сигнал с выхода регулятора (УПУ),

X₂(t) - управляющее воздействие ИО на ОУ.

КУ – корректирующее устройство

Z(t) – выходной сигнал КУ (местн. обр. связь)

Если задающее воздействие g(t) = const, то это соответствует случаю автоматич. регулирования, основанному на поддержании постоянного значения управляемой величины. Такие системы называются системами автоматического регулирования САР.

Лекция №3 Основные элементы сау:

1) ИУ – чувствительный элемент или датчик, который измеряет текущие значения управляемой величины Х и преобразует их с коэффициентом усиления k к сигналу Y удобному для дальнейшего использования в системе;

2) ЗУ – формирует сигнал задающего воздействия g(t) в удобном для сравнения с виде;

3) CC – измеряет сигнал ошибки (t) пропорциональный отклонению управляемой величины X(t) от заданного значения g(t);

4) УПУ (регулятор) – усиливает и преобразует в соответствии с заданным законом управления сигнал ошибки (t) необходимый для управления исполнительным органом ИО;

5) ИО – преобразует сигнал x₁(t) в управляющее воздействие x₂(t), которое не обязательно может быть электрич. природы;

6) КУ (корректирующее устройство) – включаются последовательно или параллельно ИО. Назначение КУ: улучшить качество процессов управления внутри системы с помощью дополнительного воздействия z(t).

Классификация САУ по виду функциональных схем и принципу действия системы: