Теория автоматического управления как математическая теория информационных процессов передачи и преобразования сигналов, страница 2

2.  Принцип компенсации  (управление по возмущению, инвариантное управление)   

Принцип компенсации действует, не зависимо от природы возмущения.

Если возмущающий фактор искажает входную величину, то применяется принцип компенсации.

 

f(t)

Р

ИЭ

ОУ

Y(t)

X(t)

Эл-во

Uр

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                

Датчик Д измеряет не выходную координату, а возмущающий сигнал.

Сигнал регулирования Uр определяется по задающему воздействию  x(t) и содержит корректирующую компоненту, которая компенсирует возмущение f(t).

Принцип более требовательный в плане того, что:

a)  Измерить нагрузку должно быть возможным.

b)  Свойства и параметры объекта управления априорно (т.е. заранее) известны и постоянны.

Такого рода структуры называются разомкнутыми (системы без обратной связи). Замкнутые системы менее чувствительны к вариациям параметров

объекта управления.

Возможны комбинированные системы (инвариантные системы с локальными обратными связями).

Примером систем компенсации является биметаллический маятник в часах, компенсационная обмотка машины постоянного тока и т.п.

Классификация автоматических систем.

 

Автоматические системы делятся:

·  По способу передачи информации в автоматической системе:

I.Непрерывные (аналоговые) системы

II. Дискретные системы-параметры сигнала изменяются дискретно по:

           1) времени (импульсные системы).

           2) уровню.

                    a) релейные

                    б) цифровые

Наибольшее распространение получили аналоговые и цифровые системы.

 Главным свойством непрерывных систем является представление информации в виде непрерывно изменяющихся физических величин (U,I)

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  Непрерывность-между любыми двумя моментами времени t₁ и t₂ содержится сколь угодно много значений сигнала:

t_xЄ(t₁,t₂)

y(t_x)- существует

Главной особенностью систем является то, что они дискретны по времени

t_xЄ(T,2T,…,nT)

y*[nT]- существует

а для промежуточных значений y(nT) нет - это описание называется решетчатой функцией.

1.2 Историческая справка

Джеймс Уатт (1736-1819), английский изобретатель, создатель универсального теплового двигателя. В 1769 году Уатт провозгласил открытие новой эпохи – эпохи пара. Он представил миру (1774-1784)  первую паровую машину с цилиндром двойного действия, в которой применил центробежный регулятор, передачу от штока цилиндра к балансиру с параллелограммом и др. (патент 1784). Основной особенностью было разделение циклов нагревания и охлаждения, что позволило сократить потери энергии и уменьшить расход топлива. Первая машина Уатта явилась первым универсальным промышленным двигателем, нашедшим свое практическое применение, и сыграла исключительно важную роль при переходе промышленности от ручного труда к машинному производству.

ω

φ

Двигатель стоит: грузики внизу, заслонка открыта.

Машина интенсивно разгоняется. По мере разгона скорость ω растет, угол раздвижения φ увеличивается, х увеличивается и заслонка постепенно закрывается. Это происходило из-за инерционности отдельных звеньев системы, что приводило к запаздыванию сигнала.

Установление равновесия возможно по двум вариантам:

ωз

ω

ω

t

t