Ответы на вопросы ТАУ

Ответы на вопросы ТАУ Лекция 1

1. Что называется управлением?

Управление каким-либо объектом (объект управления будем обозначать ОУ) есть воздействие на него в целях достижения требуемых состояний или процессов.

2. Что называется автоматическим управлением?

Автоматическим управлением называется управление объектом с помощью технических средств без участия человека.

3. Что называется системой автоматического управления?

Системой автоматического управления называется совокупность объектов управления и средств автоматического управления.

4. Что является основной задачей автоматического управления?

Основной задачей автоматического управления является поддержание определенного закона изменения одной или нескольких физических величин, характеризующих процессы, протекающие в ОУ, без непосредственного участия человека.

5. Что называется объектом управления?

Объект управления (объект регулирования) – то, чем управляет управляющий орган.

В качестве ОУ может служить самолет, станок, электродвигатель и т.п.

6. Что называется управляемой величиной?

Управляемой величиной называется физическая величина, характеризующая процесс, протекающий в ОУ, без непосредственного участия человека.

7. Что называется управляющим органом?

Управляющим органом (УО) объекта называется часть ОУ, с помощью которой можно изменять параметры управляемого процесса. Это может быть реостат, вентиль, заслонка и т.п.

8. Что называется чувствительным элементом?

Чувствительный элемент (ЧЭ)-это часть ОУ, которая преобразует управляемую величину в пропорциональную ей величину, удобную для использования в САУ

9. Что такое входная и выходная величины?

Физическую величину на входе управляющего органа ОУ называют входной величиной ОУ.

Физическую величину на выходе ЧЭ называют выходной величиной ОУ. Как правило, это электрический сигнал (ток, напряжение) или механическое перемещение.

(В качестве ЧЭ могут использоваться термопары, тахометры, рычаги, электрические мосты, датчики давления, деформации, положения и т.п.)

10. Что называется управляющим воздействием?

Управляющее воздействие u(t) - это воздействие, прикладываемое к УО объекта с целью поддержания требуемых значений управляемой величины. Оно формируется устройством управления (УУ).

11. Что называется возмущением?

Возмущение - воздействие, стремящееся нарушить требуемую функциональную связь между задающим воздействием и регулируемой величиной.

12. Что называется отклонением от заданной величины?

y_о - значение выходной величины, которое требуется обеспечить согласно программе. На самом деле из-за возмущения f на выходе регистрируется значение y.

Величина e = y_о - y называется отклонением от заданной величины.

13. Что называется управляющим устройством?

Управляющее устройство (УУ) - устройство, осуществляющее воздействие на объект управления с целью обеспечения требуемого режима работы.

14. Что называется задающим устройством?

Задающим устройством (ЗУ) называется устройство, задающее программу изменения управляющего воздействия, то есть формирующее задающий сигнал u_о(t). В простейшем случае u_о(t)=const.

(ЗУ может быть выполнено в виде отдельного устройства, быть встроенным в УУ или же вообще отсутствовать. В качестве ЗУ может выступать кулачковый механизм, магнитофонная лента, маятник в часах, задающий профиль и т.п.)

15. Что называется функциональной схемой и из чего она состоит?

Структурная схема САР состоит из отдельных элементов, соединенных последовательно, параллельно или с помощью обратных связей. Каждый элемент имеет один вход, один выход и заданную передаточную функцию. Структурная схема САУ в простейшем случае строится из элементарных функциональных звеньев. Но несколько элементарных звеньев могут быть заменены одним звеном со сложной передаточной функцией. Эти звенья изображаются прямоугольниками, в которых записывается функция преобразования входной величины в выходную (рис.2). Эти величины могут иметь одинаковую или различную природу, например, входное и выходное электрическое напряжение, или электрическое напряжение на входе и скорость механического перемещения на выходе и т.п.

16. В чем отличие сигнала от физической величины?

Сигнал – это информационное понятие, соответствующее физическим величинам.

Сигнал определяется лишь формой изменения физической величины, он не имеет ни массы, ни энергии, поэтому в узлах он не делится, и по всем путям от узла идут одинаковые сигналы, равные сигналу, входящему в узел. Суммирование сигналов осуществляется в сумматоре, вычитание - в сравнивающем устройстве.

17. В чем суть принципа разомкнутого управления?

Принцип разомкнутого управления заключается в том, что программа управления жестко задана ЗУ; управление не учитывает влияние возмущений на параметры процесса.

(Примерами систем, работающих по принципу разомкнутого управления, являются часы, магнитофон, компьютер и т.п.)

18. В чем суть принципа компенсации?

Принцип компенсации заключается в том, что на вход регулятора попадает сигнал, пропорциональный возмущающему воздействию. Отсутствует зависимость между управляющим воздействием и результатом этого действия на объект.

(Примеры систем компенсации: биметаллический маятник в часах, компенсационная обмотка машины постоянного тока и т.п.)

19. В чем суть принципа обратной связи?

В принципе обратной связи управляющее воздействие корректируется в зависимости от выходной величины y(t). И уже не важно, какие возмущения действуют на ОУ. Если значение y(t) отклоняется от требуемого, то происходит корректировка сигнала u(t) с целью уменьшения данного отклонения.

20. Перечислите достоинства и недостатки принципов управления?

Принцип разомкнутого управления

Нагрузочная  характеристика разомкнутой системы автоматического   управления  — это нагрузочная  характеристика объекта.

Достоинство: не  зависит  от  свойств   управляющей части  системы.

Недостаток: любое  изменение  возмущающего  воздействия оказывает  влияние  на  выходную величину системы  управления.

Несмотря  на очевидные  недостатки,   этот принцип  используется  очень  широко. Элементы,   представляемые  разомкнутой цепью,   входят  в  состав  любой  системы.

Принцип компенсации

Достоинство: быстрота реакции на возмущения. Он более точен, чем принцип разомкнутого управления.

Недостаток: невозможность учета подобным образом всех возможных возмущений.

Принцип обратной связи

Достоинство: точность регулирования независимо от природы возмущений принципа обратной связи.

Недостаток: инерционность системы.

21. Какой частный случай управления называется регулированием?

Регулирование - частный случай управления, цель которого заключается в поддержании на заданном уровне одного или нескольких выходов объекта управления.

22. В чем отличие систем прямого и непрямого регулирования?

В системе прямого регулирования энергия берется непосредственно от ОУ, а в системе непрямого регулирования энергия для функций управления берется от посторонних источников питания.

Ответы на вопросы ТАУ Лекция 2

1. Перечислите и дайте краткую характеристику основных видов САУ?

Различают основные виды САУ: системы стабилизации, программные, следящие и самонастраивающиеся системы, среди которых можно выделить экстремальные, оптимальные и адаптивные системы.

2. Что называется статическим режимом САУ?

Статический режим САУ - режим работы САУ, в котором управляемая величина и все промежуточные величины не изменяются во времени.

3. Что называется статическими характеристиками САУ?

Статические характеристики определяют статику системы, т.е. ее поведение в установившемся режиме.

Статической характеристикой называется отношение выходной величины к входной величине в установившемся режиме.

Статические характеристики позволяют: определить коэффициент усиления системы; степень ее нелинейности; величину статики; произвести согласование рабочих точек системы.

4. Что называется уравнением статики САУ?

Любое звено и САУ в целом в статическом режиме описывается уравнениями статики вида y = F(u,f), в которых отсутствует время t.

5. Что называется коэффициентом передачи, в чем отличие от коэффициента усиления?

Коэффициент усиления звена, равный отношению выходной величины к входной K = y/u. Когда входная и выходная величины имеют разную природу, его называют коэффициентом передачи.

6. В чем отличие нелинейных звеньев от линейных?

Звенья с линейными статическими характеристиками называются линейными. Статические характеристики реальных звеньев, как правило, нелинейны. Такие звенья называются нелинейными. Для них характерна зависимость коэффициента передачи от величины входного сигнала: K = ∆y/∆u≠const.

7. Как построить статическую характеристику нескольких звеньев?

Зная статические характеристики отдельных звеньев, можно построить статическую характеристику САУ.

8. В чем отличие астатических звеньев от статических?

Звенья, для которых можно задать статическую характеристику в виде жесткой функциональной зависимости выходной величины от входной, называются статическими. Если такая связь отсутствует и каждому значению входной величины соответствует множество значений выходной величины, то такое звено называется астатическим.