Солодовников (950639), страница 6
Текст из файла (страница 6)
'''с использования современных достижений теории инфоринформатики, вычислительной техники, кратко изложеназд. !. ако основные понятия, принципы и методы ТАУ сфор- лись в ТАР. Поэтому здесь сначала даются терминолоассификация САР, потом формулируется проблема регуння, а затем более сложная проблема — управления 119). ;,";:-;::;-',.(йов ало ' "'„:.,~адин, ',".'~(ых в р Одн ': ""мирова :-";рспп, кл .;",*-:„'яирова 2.1. Принципы и основы построения систем автоматического регулирования ,', -')Рт:,."::;::,."Рас .",.':ффходи смотрим ряд технологических процессов, которыехаракются тем, что в течение продолжительного времени немо поддерживать постоянныь(и или изменять по опредеу закону некоторые физические величины на выходе тству(оц(его управляемого объекта (машины, установки, та н т.
д.), Эти величины называют регулируемыми переми (например, частоту вращения вяла турбины, темпера- давление иа выходе технологической установки, напряна клеммах генератора, координаты движущегося объекд.). я технической реализации таких процессов используют льные устройства, называемые автоматическими регуля, которые на основании измерения регулируемых перех должны оказывать соответствующие управляющие ствия на объект регулирования. ленаправленное изменение поведения объекта во времежет осуществляться по принципу разомкнутого или замкциклов. Рассмотрим два варианта системы автоматичерегулирования частоты вращения вала нагруженного одвигателя (см.
рис. 2.1). 2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИЙ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ И АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ Теория автоматического регулировании появилась и достиг ла довольно высокого уровня гораздо раньше, чем теория авто матнческого управления. Становление и развитие ТАУ потре 22 Рнс. 2.1. Схемы САР: а — систем» без обратной сакки (рьшмхмутый циклн б-. с обратной связью (камхнугмй цикл) Система разомкнутого цикла. В системах как разомкнутого (рис.
2.1, а), так и замкнутого никла (рнс. 2.1,6) входным управляющим воздействием является перемещение токосъемного элемента (двнжка 2) потенцнометра 1. Последний преобразует это перемещение в напряжение на входе усилителя 3, что приводит к изменению тока в обмотке якоря электродвигателя 4 — исполнительного элемента системы. Это в свою очередь вызовет соответствующее изменение угловой скорости вала электродвигателя (Эдв).
При идеальных условиях частота вращения вала в установившемся режиме будет однозначно соответствовать заданной устанке — положению движка потен. циометра. Частоту вращении вала можно контролировать при помощи тахогенератора 5 и вольтметра 6, но результаты этого контроля не используют в процессе регулирования. Рассмотренная схема не имеет замкнутого пути обхода, т.
е. является разомкнутой. Для установления соответствия между входом (положением движка 2) и вьсходом (частотой вращеяия) система должна быть тпсзтель««о отградуирована. Конкретная градуировочпая кривая справедлива только прн постоянном значении механической нагрузки на валу электродвигателя. При изменении этой нагрузки градуировка нарушается. Кроме того, при износе и старении элементов системы, прн колебаниях температуры и т.
д. эта градуировка также нарушается. Поэтому системы, работающие по принципу разомкнутого цикла, не могут обеспечить высокую точность регулирования. В них не измеряется результат, вызываемый управляющим воздействием, т. е. перемещением движка, и не осуществляются действия, влияющие на этот результат, с тем чтобы он соответствовал требуемому. Система замкнутого цикла, принцип обратной связи.
Эта система (см. рнс. 2.1, 6) отличается от системы разомкнутого цикла тем„ что выходное напряжение тахогенератора 5 сравнивается с уставкой на входе, т. е. с напряжением 1/„, которое снимается с потенциометра 1. Если угловая скорость электродвигателя отличается от заданной, то возникает сигнал ошибки Л(/=(/„— (/,,„. Усиление сигнала Лс/ по мощности до уровня, необходимого для нормальной работы Эдв, осуществляет усилитель 8.
Электродвигатель с встроенным на его валу тахо- генератором отрабатывает сигнал ошибки до определенного значения, которое в установившемся рсжиме и задает частоту прап«ения вала нагрузки при опрегеленпом значении (/„. Значение сигнала ошибки тем меньше, чем болыпе коэффициент усиления усилителя по напряжению. Отметим, что модуль и знак сигнала ошибки определяют соответственно угловую скорость и направление вращения вала Эдв, т. е.
вала механической нагрузки. Принцип управления, основанный на использовании ООС, характеризуется тем, что не требует градуировки и сохра- ~-'~~"': "Высокую точность и в тех случаях, когда нагрузка и пара- ,:,;~~фЫ элементов системы со временем изменяют свои значе.'"«мн-,В этом заключается основное достоинство си~тем с об- „~й~т1«ой связью ':,'„Вг.;.,некоторых случаях оба принципа управления (по разо- .,: ~)с(эутому и замкнутому циклам) используют в сочетании друг :::": '(другом.
'«.:„В 'системах с замкнутым циклом или обратной связью точ ';-"~йть регулирования, т. е. точность поддержания требуемой :'эззгймесциональной« связи (в частности, пропорциональной) меж- :,':~!~)(ходом и выходом, в основном зависит от точности, с ко- -':,~~б$ проводят измерение и сравнение требуемого н действи-'.";~ф~)1«вго значений регулируемой переменной. ;,.:«,".-.'."-':,".:1н~цстемой автоматического регулирования называется ак"Ьы«ь)йгпнся'. динамическая спстема, стремящаяся сохранять в до.том)йь)(нМЫх пределах отклонение между требуемым и действн .
$ф~йым изменениями регулируемой перемен«ной при помощи ';~~ф'-':;!йчзрнения на основе принципа обратной связи (замкнутого „;,ф))2е(в): и использования получающегося при этом сигнала для :,~~йгення источником энергии ::;.„.~йьмЦ:" называются системы с обратной связью (ОС). Это 1нсется тем, что в ннх имеется не только прямая связь входом (входным управляющим воздействием, или "пением) и выходом (регулируемой переменной), но и об- между выходом и входом, служащая для сравнения ,величин -:::,.:~~',,'енення регулируемых величин вызывают не только '9))яюпсне, но и возмущающие воздействия, приложен м .ств ю нные в у щнх точках системы автоматического регулирова„": Управление осуществляет вправленное изменение Ие/ ",~Юируемых переменных.
Воз',;$$ф~еийе стремится нарушить .;,емую функциональную ., между управляющим воз- «вием и регулируемой пере„,„,й. Например, на рис. 2.1, 6 Цепь оййптпоо обоза ыть ающими воздействиями быть ен Рнс, 22 Схема САР с одной регуыть ент нагрузки даруемой переменной момен -,, ".приложенный к валу алек :й~мй,, 'гателя, или изменение напряжения (/, в обмотке воз"-х~йения последнего. вй$м аю '.:,"$АР должна вести себя по отношению к управляющему н ,',.«;-„::.,ущающему воздействиям различным образом. Необходи- „,г ««стобы система осуществляла управление с наименьшими :ё:сс: ю "'""" """-"ру" ™ ""' ~'"уд"'щ "' р"у'".
,мми,,с М м сАР, ( * ) 25 рис. 2.2 авляюше — объект твие д(() ст)«ойств) ть прило ой п сра иной яюп вни СА Цнфро го воз и регу может систем жено Вн оуемы отличи ствите ошибк От между ВРЕМЕ( за ном Р с одной регу й 1 обозначено действия с рег лятор. Отметим быть приложе ы, то возмуща к любой точке С ешние воздейств е и действител ются друг от д льным значен ой системы авт оказана на впения упр ; цифрой 2 (ее воздейс ваюшему у 1(Г) может бы мои величин ойство для емой переме если управл олько к сра воздействие лируе устр улиру , что но т ющее АР.
ИЯ 1 ьны руга. нем омат что тр»- ВЕЛИЧИНЬ( ым и дей является ят к тому, лнруемой необходим величины ванна. называю в данн начением, . 2.3, а). (а систему и е значения Разность м регулируем ического регу мой величи уемой вели сированным ало отсчета рпвод рогу ежду ой лиро ны (ины ее з (рпс т разность ый момент принятым (ируе лир фик нач клопением регуу значением регу (и и некоторым инальное или за У('Е) (е) г. Й (у а в уемой ве ющих н щей фун (рис. 2.3, менту си лн сигна В неогр явля мени, ствие, лиров де си П реаги ным стем а котор ствие С наны ение х(г) ре ющих упр ченно возр я ограничен внивающем ным сигнал го регулиров ьной обра ие воздейс му воздейс ушеству пр воспроизво ющее.
ает с вых й обратной личины прз оздействиях кцней вре. б). Воздейстемы регулом на вхо- то время как от аниченно воз ется также нео ошибка е(1) ос приложенное ання, называют стемы автомати гулир авля астаю ной у эле ом, и ания тной твия тви едст дит клон раста грани таетс к сра вход ческо ма слабо ся глав путая си й фильтр е воздей связи систе и подчиняет ю, т, е. замк авляет собо управляюше ри введении от рует на возму образом управл регулирования ый достаточно и подавляет во игнал, который вают сигналом рицател щающ яюше по с точно амуша поступ главно а ее вход ость межд) ода свя системы н зи, а рази Рис. 2.3.
Основные переменные (воздействия и сигналы) в САР Н(11 н Л(1 — упрааляющое и аоамушающое аоалаяотаия; а (11 — рассогла соааяяе иля сигнал оюябяя; к(П вЂ” ретуляруомая переменная "*'","-",„-",'хродным сигналом и сигналом главной обратной связи —.сигмялом ошибки САР являются системами направленного действия. Это оз- =!;~~а«чает, что выходной сигнал последующего элемента может .„,оказать влияние на формирование ошибки на выходе элемента ",,'.:м)ауйвнении только чеРез обРатнУ(о свЯзь.
')';:.я Итак, САР— это замкнутая активная динамическая систет»()й(а(.. направленного действия, преобразующая уставку на се ';,;~$~о»де в регулирующее воздействие, непосредственно прикла'"-;,)(й(нземое к объекту управления. 2.2. Классификация САР. Основные функциональные устройства САР '::~~~,.';,В зависимости от характера изменения входнопт (задающе,!,'",'.-;5"(': управляющего воздействия й(() САР могут быть подразде- Ы па три основных типа (.;. †:;~„":;~"-,";:,!.! 1) системы автоматической стабилизации (или собственно :-«,':фатимы автоматического регулирования).
В пих управляющие «'!:;-ф~~)мействия представляют собой заданные постоянные величи :::„'~~4~ф:уст а вкн); ;"'~~»5,:",:-'2) системы программного регулирования. В них управляю- .;-!~аЕ воздействия являются известными функциями времени ,',":;«22(йменяются по программе); ;.!:",:«)й„:,,".";3») следящие системы. В них задающие воздействия пред ':";;,';:. Яй(вляют собой заранее неизвестные функции времени. :: ~~~~-"',,'.Если в САР, показанной на рис. 2.1, б, входной сигнал со- ;;;~й(й(йтняет постоянное значение (движок потенциомстра яеподви- ".,:.!~фйй(), то она представляет систему автоматической стабилиза- -;:."„:-.'.„;-;","', "''угловой скорости электродвигателя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
