1.2.2. Принцип компенсации

 

Если возмущающий фактор искажает выходную величину до недопустимых пределов, то применяютпринцип компенсации(рис.6, КУ -корректирующее устройство).

Пусть y_о- значение выходной величины, которое требуется обеспечить согласно программе. На самом деле из-за возмущения f на выходе регистрируется значениеy. Величинаe = y_о - yназываетсяотклонением от заданной величины. Если каким-то образом удается измерить величинуf, то можно откорректировать управляющее воздействиеuна входе ОУ, суммируя сигнал УУ с корректирующим воздействием, пропорциональным возмущениюf и компенсирующим его влияние.

Примеры систем компенсации: биметаллический маятник в часах, компенсационная обмотка машины постоянного тока и т.п. На рис.6 в цепи НЭ стоит термосопротивление R_t, величина которого меняется в зависимости от колебаний температуры окружающей среды, корректируя напряжение на НЭ.

Достоинство принципа компенсации: быстрота реакции на возмущения. Он более точен, чем принцип разомкнутого управления.Недостаток: невозможность учета подобным образом всех возможных возмущений.

 

1.2.3. Принцип обратной связи

 

Наибольшее распространение в технике получилпринцип обратной связи(рис.7). Здесь управляющее воздействие корректируется в зависимости от выходной величиныy(t). И уже не важно, какие возмущения действуют на ОУ. Если значениеy(t)отклоняется от требуемого, то происходит корректировка сигналаu(t)с целью уменьшения данного отклонения. Связь выхода ОУ с его входом называетсяглавной обратной связью (ОС).

Вчастном случае (рис.8) ЗУ формирует требуемое значение выходной величиныy_о(t), которое сравнивается с действительным значением на выходе САУy(t). Отклонениеe = y_о-yс выхода сравнивающего устройства подается на входрегулятораР, объединяющего в себе УУ, УО, ЧЭ.Еслиe0, то регулятор формирует управляющее воздействиеu(t), действующее до тех пор, пока не обеспечится равенствоe = 0, илиy = y_о. Так как на регулятор подается разность сигналов, то такая обратная связь называетсяотрицательной, в отличие отположительной обратной связи, когда сигналы складываются.

Такое управление в функции отклонения называется регулированием, а подобную САУ называютсистемой автоматического регулирования(САР). Так на рис.9 изображена упрощенная схема САР хлебопекарной печи. Роль ЗУ здесь выполняет потенциометр, напряжение на которомU_зсравнивается с напряжением на термопареU_т. Их разностьUчерез усилитель подается на исполнительный двигатель ИД, регулирующий через редуктор положение движка реостата в цепи НЭ. Наличие усилителя говорит о том, что данная САР являетсясистемой непрямого регулирования, так как энергия для функций управления берется от посторонних источников питания, в отличие отсистем прямого регулирования, в которых энергия берется непосредственно от ОУ, как, например, в САР уровня воды в баке (рис.10).

Недостатком принципа обратнойсвязи является инерционность системы. Поэтому часто применяюткомбинацию данного принципа с принципом компенсации, что позволяет объединить достоинства обоих принципов: быстроту реакции на возмущение принципа компенсации и точность регулирования независимо от природы возмущений принципа обратной связи.

 

Вопросы

1. Что называется управлением?

2. Что называется автоматическим управлением?

3. Что называется системой автоматического управления?

4. Что является основной задачей автоматического управления?

5. Что называется объектом управления?

6. Что называется управляемой величиной?

7. Что называется управляющим органом?

8. Что называется чувствительным элементом?

9. Что такое входная и выходная величины?

10.  Что называется управляющим воздействием?

11.  Что называется возмущением?

12.  Что называется отклонением от заданной величины?

13.  Что называется управляющим устройством?

14.  Что называется задающим устройством?

15.  Что называется функциональной схемой и из чего она состоит?

16.  В чем отличие сигнала от физической величины?

17.  В чем суть принципа разомкнутого управления?

18.  В чем суть принципа компенсации?

19.  В чем суть принципа обратной связи?

20.  Перечислите достоинства и недостатки принципов управления?

21.  Какой частный случай управления называется регулированием?

22. В чем отличие систем прямого и непрямого регулирования?