Файл: Лепилов Н.С. Теория автоматического управления учеб. пособие.pdf

Датчик "Uj«3___ Utt)_______yC-tl'

OtCfc)

t &оімуъцаюиѵ<с

Soigeücm Su«

Ри с . I . I

Сравнивающее устройство измеряет разность л х { (і) = x inp{t) пропорциональную отклонению регулируемой величины х ( і ) от ее требуемого значения x np(t). Сигнал на выходе сравнивающего усрой-

ства (датчика)и п(і) является функцией сигнала рассогласования Частным случаем такой функции может быть зависимость

чтобы система управления работала устойчиво и с требуемыми по­ казателями качества.

В непрерывных системах вычислительное устройство часто на­ зывают усилителем-преобразователем.

Исполнительное устройство воздействует на объект через ор­ ган управления (ОУ) в соответствии с командой вычислительного устройства u(t). Часто исполнительное устройство преобразует

14

ся центробежный механизм, грузы которого расходятся в стороны при увеличении регулируемой величины угловой скорости ?? и сходятся при ее уменьшении. При этом муфта центробежного меха­ низма М поднимается и опускается вниз, перемещая исполнитель­ ное устройство - задвижку, изменяющую подачу топлива в двига­ тель.

Момент

Следящей системой называется такая система, которая пред­ назначена для воспроизведения на объекте регулирования (на вы­ ходе системы) произвольного закона изменения некоторой величи­ ны во времени, задаваемого на входе этой системы.

лов, выполняют два сельсина: сельсин-датчик (СД) и сельсин-при­ емник (СП ), включенные по схеме трансформаторного режима. Дат­ чик определяет разность углов поворота, т .е . ошибку или рассо­ гласование . При малом угле рассогласования напряжение

16

В результате скорость вращения двигателя будет тем больше, чем больше ошибка. Направление вращения двигателя определяется зна­ ком ошибки. Двигатель будет вращаться в сторону, соответствую­ щую уменьшению абсолютного значения угла. При уменьшении ошиб­ ки до нуля напряжение на его якоре становится равным нулю, и он останавливается. Таким образом, задавая произвольный закон

Одной из групп разомкнутых САУ являются разомкнутые систе­ мы программного управления. Эти системы выполняют заданную по­ следовательность действий, не зависящих от получаемого резуль­ тата. Рабочей информацией в разомкнутых системах программного управления служит управляющий сигнал, меняющийся по заранее рассчитанной программе. Разомкнутые системы программного управ­ ления нашли широкое применение в обрабатывающей промышленности. К ним относятся автоматические станки, станки с программным управлением и др. В станках с программным управлением информация (программа) хранится в запоминающих устройствах на магнитных ба­ рабанах, ферритовых ячейках и т .п . Эта информация в цифровом ко­ де поступает на исполнительные устройства и обеспечивает задан­ ную последовательность и параметры операций обработки. Следует отметить, что прогресс в автоматизации процессов обработки раз­ вивается в направлении внедрения средств автоматического конт­

( Ч 'T A / ib i іО ГО З А Л А

§ 1 . 3 . ТИПЫ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Методические указания

В результате изучения параграфа слушатели должны знать ти­ пы систем и их краткую характеристику.

Содержание

Системы автоматического управления, применяемые в совре­ менной технике, весьма разнообразны. В этих условиях дать за­ конченную подробную классификацию ОАУ практически невозможно. Всякая классификация основана на определенных классификацион­ ных признаках. Существует множество классификационных призна­ ков , которые используются в теории и практике. К ним можно от­ нести конструктивно-технические признаки, функциональное на­ значение системы, вид используемой для управления энергии, ис­ пользуемую информацию об управляемом процессе или системе и другие.

В данном параграфе приведем классификацию САУ по конструк­

тивно-техническим признакам.

I . Непрерывные и дискретные системы. В непрерывных систе­ мах измерение параметров движения (состояния) объекта и выдача управляющего воздействия на объект происходит непрерывно во времени. В дискретных системах информация (сигнал) передается в виде величин, дискретных (квантованных) по времени или по уровню, либо используется квантование по времени и по уровню.

Практически дискретная форма сигнала получается либо изза особенностей съема информации, либо обусловлена принципом действия вычислительного устройства и органов управления.

Квантование по времени соответствует фиксации дискретных момен­ тов времени, при которых уровни сигнала могут принимать произ­ вольные значения (рис. 1 .5 ,а ) . Квантование по уровню соответст­ вует фиксации дискретных уровней сигнала в произвольные момен­ ты времени (рис. 1 .5 ,6 ) . При одновременном квантовании по вре­ мени и по уровню (рис. 1 .5 ,в) непрерывный сигнал заменяется дискретными уровнями, ближайшими к значениям напрерывного сиг­ нала в дискретные моменты времени. В зависимости от вида кван­

18

б) импульсные системы, в которых происходит квантование

В релейных системах квантование по уровню осуществляется релейным элементом. Выходная величина релейного элемента может принимать конечное число фиксированных уровней. В простейшем и наиболее распространенном случае число уровней равно двум или трем. При увеличении числа уровней и малом отличии последующе­ го уровня от предыдущего релейную систему можно рассматривать как непрерывную. В качестве примера подобной системы можно ука­ зать на непрерывные системы, содержащие проволочные потенцио­ метры высокой точности.

В импульсных системах квантование по времени осуществляет­ ся импульсным элементом (ключоѵ.). Выходная величина ключа пред­ ставляет собой последовательность импульсов, амплитуда которых определяется величиной непрерывного входного сигнала. В цифро­ вых системах квантование по уровню и по времени осуществляется кодо-импульсным преобразователем или цифровым вычислительным устройством. При больших значениях квантуемого сигнала, когда дискретностью по уровню из-за большого количества уровней мож­

системы, достаточно точное математическое описание которых возможно с помощью линейных уравнений (алгебраических, диффе­ ренциальных, интегральных, разностных и т . п . ) . Система управле­ ния, описываемые нелинейными уравнениями, называются нелинейны­ ми. Строго говоря, все автоматические системы являются нелиней­ ными. Нелинейность возникает по разным причинам: из-за несимметрии характеристик регулятора для положительных и отрицатель­ ных сигналов, и з-за зон нечувствительности, от наличия зон на­ сыщенія в отдельных звеньях системы и т .п . Характеристики тино-

19