4. Структурная схема сау.

КУ В

ЗЭ

Пс

КУ

Пр

У

Э

И

Э

КУ ОС

О

Изм. Э.

–управляемое воздействие;

–уставка;

–ошибка;

–возмущающее воздействие;

–управляющая величина;

–управляемая величина;

ЗЭ – задающий элемент;

Пр – преобразователь;

Изм. Э. – измерительный элемент;

ПсКУ – последовательное корректирующее устройство;

УЭ – усилительный элемент;

ИЭ – исполнительный элемент;

О – объект;

КУОС – корректирующее устройство обратной связи;

КУВ – корректирующее устройство возмущения.

– отрицательная обратная связь.

Любая САУ состоит из двух основных подсистем: управляемый объект и автоматический регулятор.

Управляемый объект представляет собой систему, состояние которой определяется значениями управляющей величины () на входе объекта и возмущающим воздействием (), которое чаще всего приложено ко входу объекта. Состояние объекта характеризуется значением управляемой величинына входе объекта.

Автоматический регулятор состоит из измерительного элемента, который состоит из а) задающего элемента и б) чувствительного элемента.

Чувствительный элемент состоит из сумматора и преобразователя.

Цель задающего элемента (ЗЭ) – вырабатывать полезный входной сигнал (уставку).

Цель чувствительного элемента – сравнить эту уставку с преобразованной управляемой величиной на выходе преобразователя и в виде ошибки подать в прямой тракт.

Ошибка () должна стремиться к нулю.

Последовательное корректирующее устройство (ПсКУ) служит для придания системе определённых динамических свойств. Если измерительный элемент – это трансформатор, то ПсКУ представляет собой пассивный четырёхполюсник.

Усилительный элемент (УЭ) – усилитель любого типа (обычно двухкаскадный).

КУОС и КУВ служат для придания системе определённых динамических свойств.

КУ ОС бывает:

- ЖОС (жёсткая обратная связь) – это связь, когда часть сигнала с выхода подаётся на вход (действует как в переходных, так и в установившихся режимах).

- ГОС (гибкая обратная связь) – тоже самое, но действует только в переходном режиме.

5. Принципы управления.

Существуют 3 принципы управления:

1. Принцип управления по отклонению (принцип Ползунова);

2. Принцип управления по возмущению (Понсоле): возмущающееся устройство корректируется с помощью корректирующего устройства. Есть свои преимущества и недостатки с точки зрения быстродействия, ошибки, устойчивости;

3. Комбинированный принцип управления.

Глава 1. Составление и линеаризация дифференциальных уравнений систем автоматизированного управления. Прохождение регулярных сигналов через линейные звенья.

1.1 Составление и линеаризация дифференциальных уравнений сау.

Большинство САУ–нелинейные. Все магнитные системы гладкие (экспоненты). Есть зона нечувствительности. Надо брать рабочую точку и в ней рассчитывать характеристики. Многие системы можно линеаризовать. Однако, есть нелинейности, которые нельзя линеаризовать (например, гистерезис).

Математик Ляпунов ввёл метод нелинейности. Он показал, что при исследовании системы достаточно ограничиться линейными членами разложения нелинейной функции в ряд Тейлора.

Пусть имеем нелинейную функцию:

Разложим это уравнение в ряд Тейлора и отбросим все частные производные, начиная со второго члена:

Разложим и оставим только первые слагаемые некоторые базовые значения. Для равновесного состояния справедливо, что:

Вычтем из [1.2] [1.3] и получим [1.4]:

[1.1] – нелинейная, [1.4] – линейная в приращении, т.к. частные производные – коэффициенты.

Часто в ТУ используются безразмерные величины.

Порядок составления и линеаризация дифференциальных уравнений САУ:

1) Составление уравнений системы с приращением (если имеются нелинейные функции, то они раскладываются в ряд Тейлора и отбрасываются все члены, кроме первого);

2) Составление уравнений статики и равновесия;

3) Из уравнений с приращениями вычитаем уравнения статики;

4) Переход к безразмерным величинам.