Рис 1-2 а — структура системы автоматического управления, б — структура управляющего устройства

характеризуемом переменной Y, информация о желаемом состоянии объектаY₀ и информация о действующих на объект возмущенияхZ. Поскольку воздействияY и Z могут иметь различную физическую природу (см. примеры 1-1, 1-2), то вначале необходимо их преобразовать в величины, удобные для обработки в вычислительном устройствеВУ (рис. 1-2,6). Такими преобразователями являются чувствительные элементы — датчики, совокупность которых образуетчувствительное устройство (ЧУ).

Вычислительное устройство по поступающей в него информации формирует законы управления по правилам (алгоритмам), которые в него заложены конструктором. Найденные законы управления преобразуются в различные по физической природе управляющие воздействия с по­ощьюисполнительных устройств (ИУ).

Далее будут рассмотрены только системы регулирования одной величины у (одномерные САР).

В зависимости от желаемого характера изменения регулируемой переменной различают:

а) системы автоматической стабилизации, в которых регулируемая величина должна поддерживаться постоянной;

б) системы программного регулирования, в которых регулируемая величина должна изменяться по заранее известному закону;

в) следящие системы, в которых регулируемая величина должна изменяться по заранее неизвестному закону;

г) система экстремального регулирования, в которых регулируемая величина должна поддерживаться максимальной (или минимальной)(min), причем это значение может быть заранее неизвестным.

В связи со стремлением наилучшим образом управлять объектами привлекательна задача создания оптимальных САР, выполняющих свои функции наилучшим образом с точки зрения выбранногокритерия качества. Поскольку условия работы САР могут меняться в зависимости от возмущении наОУ, то может оказаться, что оптимальная САР также должна менять во времени характеристики своегоУУ (например, изменять алгоритму управления или параметры этих алгоритмов). Обычно в САР не заложена возможность автоматически изменять характеристикиУУоднако в последние годы большое внимание привлекаютадаптивные САР (самонастраивающиеся системы автоматического управления), которые автоматически изменяют (настраивают) характеристикиУУтаким образом; чтобы работа САР, оцениваемая по выбранному критерию качества, была наилучшей [1].

§ 1-2. Основные принципы автоматического регулирования

Различают два основных принципа регулирования: регулирование по отклонению (принцип Ползунова (1765)-Уатта (1785) ирегулирование по возмущению (принцип Понселе). Рассмотрим эти принципы.

При регулировании по отклонению действительное значение регулируемой величины сравнивается с желаемым значением, и управление формируется в УУ (регуляторе) в зависимости ототклонения (ошибки регулирования(рис. 1-3,а). Поскольку в, этом случае производится проверка результатов управления, то системы такого типа получили названиезамкнутые САР. Как видно из блок-схемы такой системы, в ней имеется цепьобратной связи (о. с.) по которой информация с выхода САР о состоянииОУ поступает на вход системы для сравнения с информацией о желаемом состоянии. Заметим, что в ряде случаев для улучшения (коррекции свойств САР в ней имеются еще связи типа обратных, которые в отличие от главной (информационной) обратной связи, называют корректирующими. Таким образом, влияние возмущенийz на регулируемую величинуукомпенсируется в замкнутой САР изменением управляющего воздействия и, зависящего от отклоненияе.

При регулировании по возмущению управление вырабатывается лишь на основе желаемого изменения регулируемой величиныy₀и в зависимости от возмущенияz. (рис. 1-3,б). В этом случае не производится проверка результата управления, и система