0 Общие сведения о системах управления

Курс теории автоматического управления (ТАУ) изучает общие принципы построения систем автоматического управления (САУ), процессы, протекающие в этих системах, а также методы исследования этих процессов.

Принцип действия и функциональная схема сау.

Рисунок 0.1 – Функциональная схема системы управления скоростью вращения ротора электродвигателя

На рис. 1

ПУ – программное устройство, вырабатывающее сигнал (программное), соответствующий желаемому значению скорости вращения электродвигателя,

СУ – сравнивающее устройство, осуществляющее математическую операцию ,

ДС – датчик скорости электродвигателя ЭД,

–сигнал, пропорциональный скорости ,

–сигнал, связанный с ошибкой системы,

СРП – счетно-решающий прибор, который может быть выполнен в виде аналоговой или цифровой вычислительной машины, вырабатывает управляющий сигнал , в который заложен алгоритм (закон) управления,

У – усилитель мощности,

–усиленный управляющий сигнал,

ЭД – электродвигатель,

Р – редуктор,

И – инструмент,

ДН – датчик нагрузки ,

–сигнал, пропорциональный нагрузке ,

–сила трения.

Цепь, содержащая ДС, является обратной связью (ОС).

Обратной связью называется цепь, соединяющая выход какого-либо звена с его входом или непосредственно, или посредством других звеньев.

Пунктирная цепь не является обратной связью, т.к. ОС обеспечивает циркуляцию сигнала по замкнутому контуру.

На рис. 2 представлены переходные процессы при разгоне и торможении двигателя.

Рисунок 0.2 – Переходные процессы при разгоне и торможении

Переходные процессы стремятся к постоянным значениям за счет действия отрицательной обратной связи.

Автоматическим управлением называется изменение желаемым образом регулируемой переменной () при помощи ее измерения и (или) действующих на объект управления возмущений и воздействия на регулирующий орган объекта (ЭД).

На рис. 1 изображена функциональная схема САУ, она состоит из двух частей: объекта регулирования (управления) и регулятора.

Объектом управления называется объект, в котором происходит процесс, подлежащий управлению (ЭД+Р+И), всё остальное называется регулятором.

Как объект управления, так и вся САУ подвержены внешним воздействиям.

Величины, выражающие внешние влияния на объект, называются воздействиями на объект ().

Воздействие, вырабатываемое управляющим устройством (регулятором), называется управляющим воздействием (). Воздействие на объект, не зависящее от регулятора, называетсявозмущением ().

Возмущения подразделяются на нагрузку () ипомехи ().

Переменные, подлежащие управлению (регулированию), называются управляемыми (регулируемыми) переменными.

Функциональной схемой называется такое графическое изображение САУ, в котором каждому звену соответствует вполне определённый функциональный блок.

Помимо функциональной схемы, САУ графически представляют в виде структурных схем.

Структурной схемой называется такое графическое изображение САУ, в котором каждому звену соответствует вполне определённая совокупность математических операций.