Общие понятия о регулировании в системах обеспечения функционирования источника плазмы

Материалы лекций № 1.4. и 1.5.

Общие понятия о регулировании в системах обеспечения функционирования источника плазмы

*****

Общие понятия об управлении и регулировании. Сущность задачи управления. Описание объекта управления. Описание взаимодействия управляющей системы и объекта автоматического управления. Понятие закона обратной связи. Общая задача автоматического управления. Общие понятия об аналоговом и цифровом регулировании. Реализации дискретного регулирования. Квантование по уровню непрерывной функции. Многоуровневое регулирование. Виды модуляции управляющих сигналов. Кодирование управляющего сигнала. Общие понятия о принципах преобразований код-аналог и аналог-код. Реализации методов преобразования код – аналог.

*****

1.4-5.1. Общие понятия об управлении и регулировании.

В предыдущей лекции мы пришли к выводу о том, что изменять или поддерживать параметры плазменного образования, в основном, возможно через изменение или стабилизацию процессов в генераторе, т.е. источнике плазмы. Мы говорили о том, что управлять работой источника плазмы возможно, изменяя значения его входных параметров путем изменения выходных параметров систем, обеспечивающих работу этого источника.

По-видимому, необходимо определиться с терминологией. С терминами управление, регулирование и прочие вы сталкивались в теории автоматического управления. Напомним значения некоторых из них.

Советский энциклопедический словарь определяет управление, как «элементарную функцию организованных систем различной природы, которая обеспечивает сохранение определенной структуры и поддерживание режима деятельности системы, а также реализацию ее программы деятельности и целей».

Политехнический словарь определяет управление как «совокупность действий, выбранных на основании определенной информации и направленных на поддержание или улучшение функционирования объекта в соответствии с имеющейся программой (алгоритмом) или целью функционирования».

Регулирование это частный случай управления. Те же словари определяет его как «поддержание изменения по заданному закону или в установленных пределах значения некоторой регулируемой физической величины, характеризующей технический процесс, приложением управляющего воздействия к регулирующему органу объекта управления». Кстати, слово регулирование (имеется в виду русское) происходит от немецкого regulieren – регулировать, а то в свою очередь от латинского regula – норма, правило. Понятно, что регулирующий орган объекта по-другому называется регулятором, хотя иногда это не отдельное устройство, а целый их комплекс.

Как уже указывалось к системам, обеспечивающим работу источника плазмы и определяющим режим его работы, а значит и параметры генерируемого плазменного образования относятся:

·  система хранения и подачи рабочего тела (с такими системами Вы познакомились в курсе «Основы функционирования…», там же вы узнали о назначении и структуре этих систем);

·  система электропитания (СЭП), которая должна обеспечивать энергией не только все подсистемы генератора плазмы как такового, но и нормальное функционирование всех подсистем СХПРТ и системы управления;

·  система управления, в задачу которой входит реализация через управление работой СЭП и СХПРТ закона управления источником плазмы.

Поскольку структура СЭП и СХПРТ во многом определяется видом рабочего тела источника плазмы (ИП), видом разряда используемом в ИП и диапазоном изменения параметров ИП, то в спектре возможных реализаций этих систем находят применение регулирующие элементы, использующие самые различные методы, способы и даже принципы регулирования.

1.4-5.2. Сущность задачи управления.

Системы управления (СУ) создаются для достижения вполне определенных целей. Для того чтобы достичь этой заданной цели, необходимо определить закон управления объектом. Теория автоматического управления — наука о методах определения этих законов для объектов, допускающих их реализацию средствами автоматики. Разновидность автоматического управления представляет собой автоматическое регулирование, т. е. поддержание постоянными каких-либо величин, характеризующих процесс, или изменение этих величин по определенным законам. Понятно, для того чтобы это было возможно осуществить, необходимо наличие измерительных приборов, преобразователей сигналов этих приборов в сигналы к исполнительным устройствам, в свою очередь оказывающим воздействие на объект управления.

Теория автоматического регулирования, предшествовавшая теории автоматического управления, при решении главной задачи автоматического управления — выбора допустимого закона управления, гарантирующего достижения цели,— как правило, исходила из следующего способа решения задачи. Главный конструктор волевым решением назначал заранее определенный вид движения, заведомо приводящего к цели, а затем подбиралось соответствующее этому движению управление.