16. Для яких цілей використовується зворотний зв’язок у сау? Які види зворотних зв’язків вам відомі?

Первая составляющая выходного сигнала формируется по прямому каналу управления, а вторая – по каналу с обратным направлением передачи информации, называемому каналом обратной связи или просто обратной связью. Так как такая связь обеспечивается элементом сравнения, вычисляющим разность сигналов задания и обратной связи, то такой вид обратной связи называется отрицательной. Если сигнал обратной связи определяется алгебраическим суммированием сигналов задания и обратной связи, то такая связь называется положительной. Поэтому такой принцип управления называется управлением с обратной связью. Так как в такой САУ присутствует замкнутый контур для прохождения информации, то такие системы называют замкнутыми САУ.

17. У чому полягають основні особливості принципу комбінованого керування?

Совместное использование принципов управления по возмущению и отклонению называется принципом комбинированного управления. В использующих такой принцип управления САУ принцип управления по отклонению реализуется с помощью обратной связи, а принцип управления по возмущению — с помощью компенсирующих связей. Структура такой системы представлена на рис. 7.

Рис. 7. Структура САУ, построенной на базе комбинированного принципа управления. 

При использовании принципа комбинированного управления управляющее воздействие на ОУ определяется как

.

Рассмотрим основные особенности работы такой САУ. Если на ОУ действует несколько возмущений , то уравнение объекта принимает вид:

.

С учетом действия САУ сигнал на выходе объекта управления определяется как:

.

где – коэффициент передачи ИП.

Решая этого уравнение относительно управляемой координаты, получаем

,

где – суммарный коэффициент передачи замкнутого контура управления.

При оптимальной настройке компенсационной связи . Тогда получаем, что

,

где – ошибка разомкнутой САУ относительно выбранного возмущающего воздействия.

При отклонении значения коэффициента компенсационной связи от оптимального на величину получаем, что управляемая координата определяется как:

.

18. Які основні переваги і недоліки сау з комбінованим керуванням Вам відомі?

Преимущества такого способа управления:

• Полная компенсация ошибок управления, вызываемых основными возмущающими факторами.

• Уменьшение ошибок управления, вызываемых неизмеряемыми возмущающими факторами.

• Меньшая чувствительность к изменению параметров по сравнению с разомкнутыми САУ.

• Менее жесткие требования на величину коэффициента передачи замкнутой САУ, что снижает проблему обеспечения устойчивости системы.

Недостатки:

• Конструктивная сложность САУ, связанная с наличием большого числа каналов управления.

Сложность настройки САУ, обусловленная теми же причинами.

19. Що називається статичною характеристикою сау і її елементів?

Различают два основных режима САУ:

• установивший (статический) режим работы, при котором составляющие вектора состояния системы не зависят от времени их измерения;

• динамический режим работы САУ, при котором составляющие вектора состояния системы являются некоторыми функциями времени.

Одним из основных требований, предъявляемых к САУ, является обеспечение необходимой точности работы во всех режимах ее работы. В установившемся режиме работы САУ ее точностные характеристики могут быть определены по статической характеристике системы.

Статической характеристикой элемента (САУ) называется график, изображающий функцию:

,

где – установившееся значение выходной координаты элемента (САУ),

– входная величина.

Статическая характеристика называется аналитической, если функция непрерывна и имеет во всех точках непрерывные производные.

Статическая характеристика называется неаналитической, если ее выходная величина или ее производные имеют разрывы непрерывности.

Рис. 1. Типы статических характеристик САУ

 На рис. 1 приведены линейная (а), нелинейная (б) и существенно нелинейная (в) статические характеристики САУ.

Статическим (безинерционным) называется элемент, у которого при постоянном входном сигнале устанавливается с течением времени постоянное значение выходной координаты. Линейным статическим элементом называется безинерционный элемент, обладающий линейной статической характеристикой, уравнение которой имеет вид:

,

где – постоянная величина,

К – коэффициент преобразования (тоже постоянная величина).

Астатическим называется элемент, у которого при постоянном входном воздействии сигнал на выходе в установившемся режиме непрерывно растет с постоянной скоростью, ускорением и т. д. Для астатических элементов под уравнением статической характеристики следует понимать зависимость n-ной производной выходной величины от входной. Поскольку номер производной, принимающей постоянное значение различен, то для астатических элементов вводится понятие порядка астатизма. Для таких элементов уравнение статической характеристики принимает вид:

,где n – порядок астатизма элемента.

Одной из существенных характеристик САУ является зависимость между значением управляемого параметра и величиной внешнего воздействия на ОУ. По виду зависимости между значением управляемого воздействия и внешними возмущениями системы делят на статические и астатические. При установившихся режимах работы ошибка системы определяется как

.

Систему называется статической по отношению к внешнему воздействию, если при воздействии, стремящемся с течением времени к некоторому значению, ошибка также стремится к постоянному значению, зависящему от значения управляющего воздействия. Следовательно, статическая САУ не может обеспечить постоянство управляемого параметра при переменной нагрузке. Система автоматического управления называется астатической, если при постоянном входном воздействии ошибка управления стремится к нулю вне зависимости от величины воздействия. И если понятие статическая система является абсолютным, то понятие астатическая САУ справедлива только по отношению к определенной компоненте вектора выходного состояния системы. Астатические системы автоматического управления имеют различный порядок астатизма в зависимости от числа интегрирующих звеньев в прямой цепи передачи управления.