ленному закону или поддерживает ее на заданном уровне. Эту физическую величину называют управляемой переменной. Устройство, которое обеспечивает автоматическое поддержание управляемой переменной на заданном уровне, называют системой автоматического регулирования (САР). Функциональная схема системы автоматического управления показана на рис. 1.3,а. Функциональные устройства, составляющие систему автоматического управления имеют следующее назначение.
Задающее устройство (ЗУ) формирует заданный уровень управляемой переменной Уо в определенном масштабе g. В результате возмущаю-
7
щих воздействий 9i,q2f-i9a на объект управления (ОУ) возникает отклонение управляемой переменной Ау от заданного уровня Уо.
Чувствительный элемент (ЧЭ) или датчик преобразует управляемую переменную у в сигнал обратной связи Хж одинакового с сигналом задающего устройства g масштаба.
Устройство сравнения (УС) производит сопоставление величин сигналов задающего устройства и обратной связи и выделяет их разность Х&. Эту разность называют сигналом рассогласования,
*д = & ~ хос ■
Регулятор (Р) формирует регулирующий сигнал Хр по сигналу рассогласования ХА.
Исполнительное устройство (ИУ) усиливает мощность сигнала регулятора и осуществляет регулирующее воздействие Ц на объект управления для достижения цели управления, компенсируя влияние возмущающих воздействий.
Таким образом, отклонение управляемой переменной Ду от заданного уровня Уо, обусловленное возмущающими воздействиями q],q2,...,qil, выделяется в устройстве сравнения в виде сигнала рассогласования ХА и используется в регуляторе для формирования регулирующего сигнала Хр. Мощность этого сигнала усиливается исполнительным устройством и оказывает на объект управления регулирующее воздействие ц, которое компенсирует отклонения управляемой переменной Ду.
Рассмотренный принцип автоматического регулирования по отклонению управляемой переменной от заданного уровня впервые был применен русским механиком И.И.Ползуновым в 1765 г. для автоматического регулятора уровня воды в паровом котле. Поэтому принцип автоматического регулирования по отклонению назван принципом Ползунова. Недостатком принципа регулирования по отклонению является его инерционность, обусловленная тем, что регулятор реагирует на следсгвие влияния возмущающих воздействий в виде возникшего отклонения управляемой переменной Ду от заданного уровня. Поэтому изменение регулирующего воздействия х запаздывает во времени относительно возмущающего воздействия q. В
результате этого запаздывания управляемая переменная у в переходном режиме может иметь хотя и кратковременные, но достаточно большие отклонения от заданного уровня, создающие перегрузки объекта управления.
Французский инженер Ж.Понселе применил в 1824 г. иной принцип регулирующего воздействия, названный принципом упреждающего регулирования или принципом Поиселе. Суть этого принципа заключается в непосредственном использовании изменения возмущающего воздействия для формирования регулирующего воздействия, как показано на рис.1.3,6. Принцип упреждающего регулирования отличается высоким быстродействием, т.к. регулятор реагирует непосредственно на причину отклонения управляемой переменной Ду в виде сигнала xq. Недостатком этого принципа является отсутствие обратной связи по управляемой переменной и, следовательно, контроля ее уровня.
Применение
комбинированного регулирования по отклонению и уп
реждающему воздействию позволяет устранить недостатки обоих принци
пов. Функциональная схема САУ с
комбинированным регулированием по
казана на рис.1.3,в. Комбинированное регулирование применяют в боль
шинстве систем автоматического управления,
благодаря чему достигается
необходимое быстродействие
регуляторов, совмещаемое с заданной точно
стью регулирования. > : V
Математическую зависимость регулирующего воздействия от сигнала рассогласования хр — /(хд), т.е. математический закон преобразования сигнала рассогласования хд регулятором в регулирующее воздействие хр, называют законом регулирования. Закон регулирования определяет статические и динамические свойства системы автоматического управления.
В системах автоматического управления применяют пять основных законов регулирования: пропорциональный, интегральный, пропорционально- интегральный, пропорционально- дифференциальный, пропорционально- интегрально- дифференциальный. Регуляторы, реализующие эти законы регулирования, называют соответственно: П-, И-, ПИ-, ПД-, ПИД-регуляторами.
В теории автоматического управления рассмотрены принципы построения систем автоматического управления, эффективность применения регуляторов с тем или иным законом регулирования, принципы построения и расчета статических и динамических характеристик систем автоматического управления, влияние этих характеристик на устойчивость и регулирующие свойства систем [1]. Теория автоматического управления содержит инженерные методы расчета основных параметров систем автоматического управления, переходных процессов при ступенчатых возмущающих воздействиях на системы, а также методы расчета устройств, осуществляющих желаемые изменения переходных процессов в системах.
9
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.