Дайте оцінку принципу керування за відхиленням

Дайте оцінку принципу керування за збуренням

Дайте оцінку функціональної схеми САР

Дати оцінку динамічним характеристикам системи керування (елементів)

Дати оцінку передавальній функції об’єкту керування

Дати оцінку статичним характеристикам елементів

Для яких цілей використається зворотний зв'язок у САК? Які види зворотних зв'язків Вам відомі

Загальні відомості про передавальні властивості елементів

Класифікація автоматичних систем керування

• Розімкнена – це ті системи у яких відсутній зворотній зв’язок і результат контролю.

  • Системи із жорсткою програмою

  • Системи керування по збуренню

• Зімкнена – це ті системи в яких присутній зовнішній зворотній зв'язок, що забезпечує контроль вихідної величини.

• Система автоматичного регулювання по відхиленням - це такі системи в яких точне значення регулювання величини порівняється із заданим.

• Прямої дії.

• Непрямої дії.

Лінійні диференційні рівняння для опису систем керування

Де x(t) і y(t) – вхідна і вихідна величина елементу або система

а_і , і=0,nb_j , j=0,m–коефіцієнти рівнянь.

Рівняння встановлює зв'язок між вхідною величиною як в перехідних, так і в усталених режимах.

Коефіцієнт диф. рівняння залежить від різниці фізичних констант, що характеризують шв. Протікання процесів в елементах.

Для автоматичних систем керування, що описуються лінійним рівнянням, справедливий принцип накладання або суперпозиції, згідно з яким зміна вихідної величини у(t), що виникає при дії на систему декількох вихідних сигналів дорівнює сумі зміни величини y(t), що викликаються сигналам окремо. Ця система полегшує всі розрахунки.

Вигідна форма запису є символічна або операторна.

Назвіть основні причини відхилення вихідної величини від необхідного значення

Оцінка якості перехідних процесів

Показники якості перехідних процесів

Крім забезпечення вимоги стійкості САК повинна мати певну якість, під якою розуміється точність процесу керування. Кількісною оцінкою точності служить величина помилки , обумовлена різницею між заданим і фактичним значеннями керованої величини:

. (6.1)

При цьому розрізняють дві функції САК:

- відтворення задаючого впливу;

- придушення (компенсація) збурювань.

Через інерційність системи обидві перераховані функції завжди виконуються з деякою погрішністю, тобто звичайно .

Величина помилки визначається як властивостями системи, так і виглядом вхідних впливів. Для оцінки сталих режимів САК використовують наступні типові закони зміни вхідних впливів:

- незмінність задаючого і збурюючого впливів, тобто і ;

- рух системи з постійною швидкістю, тобто й ;

- рух системи з постійним прискоренням, тобто і ;

- рух системи за гармонійним законом, тобто і .

Аналіз точності роботи САК у складних сталих режимах зручно робити на основі т.зв. методу коефіцієнтів помилок. Цей метод ґрунтується на наближеній заміні передатної функції помилки, викликаної вхідним впливом на околицях точки , що в області оригіналів відповідає , рядом Маклорена (при ватного випадку ряду Тейлора при ).

Точність роботи у перехідних режимах визначається сукупністю окремих миттєвих значень помилки . З метою стандартизації показників якості у цьому випадку прийнято використовувати перехідні характеристики за каналом завдання і каналом збурювання при подачі на відповідні входи типових сигналів вигляду , які в узагальненому вигляді характеризують значення .

Показники якості, залежно від способу їхнього визначення, розділяють на прямі і непрямі

При загальній оцінці якості, насамперед, звертають увагу на форму перехідного процесу. Розрізняють наступні типи перехідних процесів (див. рис. 6.1): коливальні (1); аперіодичні (2); монотонні (3).

а) б)

Рис. 6.1:

а) перехідні характеристики;

б) імпульсні перехідні характеристики

Найбільша кількість прямих показників введена для характеристики якості коливального процесу по каналу завдання. (див. рис. 6.2).

Рис. 6.2

Правила структурних перетворень САК і визначення передавальних функцій складних систем

Принцип дії системи автоматичного регулювання

Проаналізуйте основні причини відхилення вихідної величини від необхідного значення

Проаналізуйте амплітудно-фазову характеристику (АФХ)

Проаналізуйте амплітудно-частотну характеристику (АЧХ)

Проаналізуйте безінерційні (підсилювальні) ланки

Проаналізуйте диференціальні ланки

Диференціююча ланка - ланка, в якій вихідна величина пропорційна швидкості зміни вхідної:

де у - вихідна величина, х – вхідна

Передавальна функція має вигляд: W(p) = kTp y(p) = kTpx(p)

 Прикладом диференціюючої ланки може служити CR-ланка і RL - ланка

АФХ: р–>jw –> W(jw) = kTjw –> jwkT

P(w) = 0 Q(w) = kTw

Перехідна характеристика (крива розгону)

Амплітудно-фазова характеристика реальної диференціюючої ланки являє собою напівколо, розташоване в першому квадранті комплексної площини з центром на дійсній осі на відстані k/2 від початку координат

Проаналізуйте елементи автоматичних систем

будь-яка автоматична система управління складається з окремих елементів, які пов’язані між собою. Багатогранність автоматичних систем управління, що призначені для контролю та управління різними за своєю фізичною природою об’єктами, тягне за собою багатогранність елементів як у відношенні їх конструктивного виконання (фізичних процесів, що покладені в основу побудови; роду енергії, яку використовують при роботі), так і в плані виконуваних ними функцій. Зазвичай, за призначенням елементи розрізняють як: чутливі (вимірювальні), проміжні і виконавчіелементи. Строго кажучи, чутливим елементом є сприймальний елемент (термоопір, мембрана, п’єзокварцова пластина і ін.) первинного перетворювача (давача), що реагує на зміну величини, за функцією якої працює автоматична система. Але при класифікації за призначенням під чутливим елементом розуміється первинний перетворювач в цілому. Проміжні елементи служать для перетворення значення або фізичної природи сигналу, котрий надходить від чутливого елемента, і який, в свою чергу, забезпечує роботу виконавчого елемента, що здійснює вплив управління на об’єкт.

Класифікаційні ознаки можуть бути головні і другорядні. В загальному випадку задача кожного елемента складається в якісному та кількісному перетворенні інформації, що отримана від попереднього елемента, і передачі її в формі, яка придатна для використання, наступному елементу. Таким чином, будь-який елемент автоматики можна розглядати в першу чергу як перетворювач енергії, на вхід якого надходить деяка величина Х, а з виходу знімається величина У. В одних елементах енергія вихідного сигналу черпається повністю з енергії вхідного сигналу. Відповідно, потужність вихідного сигналу завжди менша (на величину внутрішніх втрат) потужності вхідного сигналу. Такі елементи називаються пасивними. В інших елементах наявне додаткове джерело енергії. Тут вхідна величина тільки управляє передачею енергії додаткового джерела на вихід елемента. При наявності додаткового джерела енергії можливе перетворення вхідного сигналу малої потужності в вихідний сигнал великої потужності, тобто – підсилення потужності. Такі елементи називаються активними. Таким чином, за наявністю додаткового джерела енергії всі елементи систем автоматичного управління і контролю можна поділити на два класи: пасивніі активні.

Проаналізуйте імпульсно-перехідну характеристику системи керування

Імпульсно перехідною характеристикою називається зміна вихідної величини в часі, при подачі на вхід одиничного імпульсного впливу

Імпульсний вплив – вплив, що представляє собою одиночний імпульс прямокутної форми, який має досить велику висоту (див. рис. 1.5б) і істотно меншу в порівнянні з інерційністю системи тривалість .

Найбільш часто використовують одиничний імпульсний вплив , що описується так називаною дельта-функцією:

Причому .

Проаналізуйте інерційні ланки першого порядку

Аперіодична ланка першого порядку -,інерційна ланка, яка може бути описана диференціальним рівнянням

Т-постійна часу к- коеф пропорційності

Передавальна функція аперіодичної ланки першого порядку: W(p) = k / Тр + 1

АФХ:

р –>jw –>

АЧХ:

φ(w) = arctan(-wT)

Прикладом є – сепаратор термопара RC – ланка

Перехідна характеристика y(t) = kx(1-e^t/T)

Проаналізуйте інтегральні ланки

Інтегрувальна ланка — ланка в якій вихідна величина пропорційна інтегралу за часом від вхідної, або швидкість зміни вихідної величини пропорційна вхідній величині. Рівняння ланки в інтегральній формі має вигляд:

В диференціальній

Передавальна функція інтегральної ланки :

АФХ

P(w)=0 Q(w)=-k/Tw перехідна характеристика у(t) = kt/T

Прикладами аперіодичної ланки є тепловий об’єкт, де входом служить, наприклад, витрата палива, з вільним витіканням рідини, тут вхідний сигнал – витрата рідини, що надходить у посудину, а вихідний – її рівень у посудин. У системах автоматичного керування як аперіодичні ланки можуть виступати двигуни постійного струму, електричний опір ііндуктивності і т. д.