1.1.4. Системы стабилизации, программного управления и следящие

Функционирование САУ задается определенной совокупностью предписаний (алгоритмом) Y_тр(t), определяющих характер изменения выходной величины объекта

Y(t) = Y_тр(t).

Различные алгоритмы функционирования определяют три основных класса САУ:

1. Системы стабилизации, у которых выходная величина остается неизменной. Эти системы наименее сложны и их относят к системам автоматического регулирования (САР):

Y_тр(t) = Const. (1.1.8)

2. Системы программного управления, обеспечивающие изменение выходного объекта по заданной программе непрерывно

Y_тр(t) = f (X₁, X₂, X₃, X_i ,... X_n, t) (1.1.9)

или дискретно

. (1.1.10)

3. Следящие системы, в которых выходная величина полностью соответствует изменениям величины, действующей на входе системы по заранее неизвестному закону

Y(t) = Y_тр(t).

Следящие системы широко используются в сварочных процессах с системой телеуправления и техническим зрением.

Эти системы применяются в тех случаях, когда необходимо управлять сварочным оборудованием и контролировать его работу на расстоянии в условиях ремонтно-монтажных работ в атомной энергетике.

1.1.5. Управление по отклонению, возмущению и комбинированное

Главный принцип управления состоит в том, чтобы уменьшить отклонение выходной величины Y(t) от требуемой Y_тр(t), т.е.

Y(t) - Y_тр(t) = Y(t) min.

При возмущении F(t) возникает отклонение Y_F(t). Если компенсирующее воздействиеY_u(t) будет равным по величине и обратным по знакуY_F(t), то отклонения выходной величины не будет:

Y_F(t) = -Y_u(t)Y(t) = 0. (1.1.11)

Схема САУ с управлением по возмущению приведена на рис.1.1.6.

Рис.1.1.6. Функциональные схемы САУ по возмущению: ИЭ_F- измерительный элемент возмущения

Принцип управления по возмущению (Понселе-Чиколева)

Для уменьшения отклонения Y_F(t), вызванного возмущением F(t), возмущение измеряется и преобразуется АУУ в управляющее воздействие U(t), которое вызывает компенсирующее отклонениеY_u(t), равное по величине и противоположное по знаку отклонениюY_F(t).

Такие системы полностью компенсируют возмущение, они разомкнутые, в них нет проблем устойчивости, очень быстродействующие.

Если отклонение Y(t) возникает при изменении X₃'(t) или по изменению выходной величины Y(t), то вырабатывается сигнал рассогласования (рис.1.1.7).

(t) = X₃(t) - X_oc(t). (1.1.12)

Принцип управления по отклонению (Ползунова-Уатта)

Для уменьшения отклонения Y(t) производится измерение разности между заданным и текущим значениями выходной величины и в зависимости от величины и знака этого отклонения осуществляется автоматическое воздействие на ее уменьшение.

Рис.1.1.7. Функциональная схема САУ по отклонению: (t) - сигнал рассогласования; ИЭ_о- измерительный элемент обратной связи

Такие системы управляют выходной величиной независимо от причин отклонения Y(t) (нагрузка, температура, изменение параметров звеньев и элементов). Однако присутствует обратная связь, эти системы замкнутые и возникает проблема устойчивости.

Современные САУ высокой точности строятся на основе сочетания управлений по возмущению, т.е. комбинированное управление (рис.1.1.8).

Рис.1.1.8. Функциональная схема комбинированной САУ