Курс лекций - Управление техническими системами (962909), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Входной и выходной сигналы логического звена являются обычно дискретными и рассматриваются как логические переменные.Конструктивная структура (схема) – структура (схема), отражающаяконкретное схемное, конструктивное и прочее исполнение АСУ.К конструктивным схемам относятся: кинематические схемы устройств,принципиальные и монтажные схемы электрические соединений и т. д.3. Автоматические системы, применяемые при автоматизации производственных процессов, в зависимости от характера и объема операций, выполняемых ими, можно разделить на системы автоматического контроля, автоматического регулирования, автоматического управления, следящие, автоматической защиты, адаптивные и т.д. Автоматические системы могут быть комбинированными, т.е.
представлять собой совокупность нескольких систем. Например, система автоматического регулирования представляет собой совокупностьсистем автоматического контроля и управления. Автоматические системы могут также различаться видами применяемых в них устройств, параметрами,конструктивными решениями и т.д.Следящая система – автоматическая система, в которой выходная величина воспроизводит с определенной точностью входную величину, характеризменения которой заранее не известен.Следящие системы используют для различных целей. В качестве выходной величины следящей системы можно рассматривать совершенно различныевеличины. Одной из наиболее широко распространенных разновидностей следящих систем являются системы управления положением объектов. Такие системы можно рассматривать как дальнейшее развитие и усовершенствованиесистем дистанционной передачи угловых или линейных перемещений, в которых регулируемой величиной обычно является угол поворота объекта.Следящая система представлена на рисунке 7.αвхЗЭӨUКUЭСПрУαвыхМОУРисунок 7 – Функциональная схема следящей системыНа элемент сравнения (ЭС) от задающего элемента (ЗЭ), связанного свходным валом следящей системы, поступает входная величина αвх.
Сюда же отобъекта управления (ОУ), связанного с выходным валом системы, поступаетзначение угла обработки αвых. В результате сравнения этих величин на выходеэлемента сравнения появляется рассогласование Ө=αвх- αвых17Сигнал рассогласования с выхода элемента сравнения поступает на преобразователь (Пр), в котором угол Ө преобразуется в пропорциональное емунапряжение U0 – сигнал ошибки.Однако в большинстве случаев мощность сигнала ошибки недостаточнадля приведения в действие исполнительного двигателя (М).
Поэтому междупреобразователем и исполнительным двигателем включают усилитель (У),обеспечивающий необходимое усиление сигнала ошибки по мощности. Усиленное напряжение с выхода усилителя поступает на М , который приводит вдействие объект управления, а перемещение αвых последнего передается на принимающий элемент измерительной схемы, т.е. на элемент сравнения.Адаптивная (самоприспосабливающаяся) система – система автоматического управления, у которой автоматически изменяется способ функционирования управляющей части для осуществления в каком-либо смысле наилучшегоуправления. В зависимости от поставленной задачи и методов ее решения возможны различные законы управления, поэтому адаптивные системы разделяютна следующие виды:- адаптивные системы функционального регулирования, где управляющеевоздействие является функцией какого-либо параметра, например, подача –функция одной из составляющих силы резания, скорость резания – функциямощности;- адаптивные системы предельного (экстремального) регулирования, которые обеспечивают поддержание предельного значения одного или нескольких параметров в объекте;- адаптивные системы оптимального регулирования, в которых учитывается совокупность многих факторов с помощью комплексного критерия оптимальности.
В соответствии с этим критерием осуществляется изменение регулируемых параметров и величин, например, поддержание в станке режима обработки, обеспечивающего максимальную производительность и наименьшуюсебестоимость обработки, определяется заданием оптимальных значений параметров (скоростей сил резания, температуры и т.д.), от которых зависят производительность и себестоимость процесса обработки.18Тема 1.2 Системы автоматического регулирования1.
Состав системы автоматического регулирования2. Классификация систем регулирования производством3. Типовые динамические звенья САР и их характеристики4. Устойчивость систем автоматического регулирования.1. Система автоматического регулирования (САР) – совокупностьобъекта управления и автоматического регулятора, взаимодействующих междусобой в соответствии с алгоритмом управления.Автоматическим регулированием называют поддержание значений физических величин на определенном уровне или изменение их по требуемомузакону без непосредственного участия человека.Технические устройства, в которых процессы подлежат автоматическомурегулированию, называют объектами регулирования.Физические величины, подлежащие регулированию, называют регулируемыми величинами.Внешние воздействия, вызывающие отклонение регулируемой величиныот ее заданного значения, называют возмущающими воздействиями.Технические устройства, предназначенные для автоматического регулирования различных величин в объектах, называют автоматическими регуляторами.Система автоматического регулирования состоит из двух основных частей - объекта регулирования и автоматического регулятора.
САР представляетсобой сложные комплексы взаимодействующих технических средств, узлов иэлементов, работа которых основана на различных физических принципах(электрических, механических, гидравлических и др.). Они разнообразны поконструктивному исполнению и техническим характеристикам. Однако в теории автоматического регулирования основное внимание уделяется не техническим свойствам отдельных элементов, а их функциональным преобразованиями характеру связей между ними. Наглядное представление об этом дают функциональные схемы систем автоматического регулирования.Функциональные схемы отражают взаимодействие устройств, элементовсистем автоматического регулирования в процессе их работы.
Графически отдельные устройства систем автоматического регулирования изображают в видепрямоугольников, а существующие между ними связи - стрелками, соответствующими направлению прохождения сигнала. Внутреннее содержание каждогоустройства не конкретизируется, а функциональное назначение шифруется буквенными символами.Типовая (или обобщенная) функциональная схема системы автоматического регулирования представлена на рисунке 8.На объект регулирования ОР, находящийся под влиянием внешнего возмущающего воздействия F, поступает управляющее воздействие хр, которое является выходной величиной автоматического регулятора (АР), представляющего собой совокупность элементов.
В автоматический регулятор по цепи главной19обратной связи (ОСГ) поступает регулируемая величина хвых. Входная величинахвх с задатчика З поступает на элемент сравнения (ЭС). Сигнал ошибки, представляющий собой разность входной величины хвх и сигнала главной обратнойсвязи хос (Δх=хвх-хос ) поступает на усилитель У, где усиливается в К раз и воздействует на исполнительный элемент (ИЭ), выходной сигнал хр которого является регулирующим воздействием автоматического регулятора. Элемент местной обратной связи (ОСМ) вводится в систему автоматического регулированиядля улучшения ее динамических свойств.Рисунок 8 - Функциональная схема систем автоматического регулирования2.
Классификация систем. Вследствие большого разнообразия используемых в технике систем автоматического регулирования, различающихся функциональными возможностями, принципами построения и формой конструктивной реализации, невозможно дать единую классификацию систем автоматического регулирования.Рассмотрим наиболее характерные классификационные признаки.1) Наличие в системах явно выраженной обратной связи: разомкнутые изамкнутые. Замкнутые системы содержат цепь главной обратной связи ОСГ, вразомкнутых системах она отсутствует.
Системы, работающие по разомкнутому циклу, используют только в качестве составной части более сложных системавтоматического регулирования. Под главной обратной связью понимают подачу части энергии с выхода системы на ее вход. Главная обратная связь (ОСГ)служит для сравнения действительного закона изменения регулируемого параметра с требуемым.Помимо главной обратной связи в системе предусмотрена местная обратная связь, которая охватывает один или несколько элементов основной цепи. Обратную связь называют положительной, если ее выходной сигнал суммируется с основным сигналом, и отрицательной, если этот сигнал вычитается изосновного сигнала.2) Закон изменения регулируемой величины в системах автоматическогорегулирования: системы стабилизации, программного регулирования и следящие.
Системы стабилизации предназначены для поддержания постоянного значения регулируемой величины. В этих системах задающее воздействие не изменяется во времени.Системы программного регулирования предназначены для изменения регулируемой величины по известному закону в функции времени или какойлибо другой величины. Задающее воздействие называют программой регулиро20вания. Следящие системы предназначены для изменения регулируемой величины по заранее неизвестному закону.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
