Основные понятия и термины систем управления

Элементы систем управления

1. Объект управления – управляемый процесс, который характеризуется своими закономерностями и рядом входных и выходных переменных.

2. Задатчик – устройство для формирования заданного значения регулируемой переменной.

3. Датчик – устройство для измерения регулируемой переменной.

4. Элемент сравнения – устройство для определения отклонения регулируемой переменной от заданного значения.

5. Управляющее устройство – вычислительное устройство, определяющее по изменению ошибки во времени значение управляющего воздействия, включающее при необходимости наблюдатели, фильтры, прогнозирующие и другие корректирующие устройства.

6. Исполнительный механизм – устройство, обеспечивающее передачу управляющего воздействия на регулирующий орган.

7. Регулирующий орган – устройство, непосредственно изменяющее значение регулирующего параметра.

8. Усилитель – устройство для согласования каналов передачи информации по уровню сигнала, мощности.

9. Преобразователь – устройство для преобразования сигналов одного вида энергии в другой с целью согласования работы различных, по виду используемой энергии, элементов системы.

Сигналы, действующие в системах управления

1. Регулируемая переменная – выходная величина объекта управления, управление которой является целью работы системы управления.

2. Задающее воздействие – значение, на котором должна находиться регулируемая переменная.

3. Ошибка регулирования - разность между заданным и текущим значениями регулируемой переменной.

4. Управляющее воздействие – входная переменная управляемого процесса, которая может независимо изменяться в процессе управления и которая используется для компенсации влияния других входных воздействий.

5. Возмущающие воздействия – входные переменные процесса (кроме управляющего воздействия), изменения которых приводят к смещению регулируемой переменной относительно заданного значения. Именно отработка влияния возмущающих воздействий является одной из основных целей создания систем управления. При изменении возмущающего воздействия система управления производит изменение управляющего воздействия, которое уравновешивает влияние возмущающего воздействия, в результате чего регулируемая выходная переменная остается на заданном уровне.

6. Промежуточные переменные – переменные, получаемые при преобразовании, усилении сигналов и т.д.

Последовательность выполнения работы

1. Получить у преподавателя функциональную схему системы управления.

2. На основании общих знаний физики процесса описать общие закономерности функционирования объекта управления.

3. Выявить управляемый выходной параметр объекта управления и управляющее воздействие. Выявить качественную зависимость выходного управляющего параметра от управляющего воздействия. Предположительно задаться видом количественной зависимости.

4. Выявить возмущающие воздействия, действующие на объект управления и вызывающие отклонение выходного параметра объекта от заданного значения.

5. Выявить задатчик, обеспечивающий формирование заданного значения регулируемого параметра.

6. Выявить датчик, обеспечивающий измерение управляемого параметра.

7. Выявить элемент, рассчитывающий ошибку системы управления.

8. Выявить управляющее устройство, обеспечивающее расчет и установление управляющего воздействия.

9. Выявить исполнительный механизм, обеспечивающий подачу управляющего воздействия на объект управления.

10. Выявить все промежуточные элементы, согласующие элементы системы по типу сигналов, мощности, обеспечивающие согласование элементов системы и необходимую мощность исполнительного механизма.

11. Подготовить отчет с результатами анализа системы управления.

    1. На компьютере нарисовать функциональную схему системы управления.

    2. Описать назначение системы управления.

    3. Перечислить и показать все элементы системы управления.

    4. Обозначить и показать все сигналы, действующие в системе – задающее значение, возмущающие воздействия, выходную переменную, ошибку системы, управляющее воздействие, промежуточные сигналы системы.

    5. Описать работу системы в стационарном режиме работы.

    6. Описать работу системы при изменении задающего воздействия.

    7. Описать работу системы при изменении возмущающего воздействия.

    8. Сделать анализ, какие возмущающие воздействия отрабатывает данная система управления.

12. Отчитаться перед преподавателем по выполненной работе