Раздел I

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

Глава 1 основные определения и классификация систем управления и регулирования

§ 1.1. Системы управления и регулирования

Всякий процесс управления должен обеспечить алгоритм функционирования, т. е. совокупность всех предпи­саний, ведущих к правильному выполнению производственного или технологического процесса. Устройство (машина, станок, установка и т. п.), в котором протекает производственный или технологический процесс, нуждающийся в специально органи­зованных воздействиях извне, далее будем называть управ­ляемым объектом, или объектом управления.

Характер воздействий на объект управления может быть раз­личный.' Организованные воздействия, которые обеспечивает ал­горитм функционирования управляемого процесса, называется алгоритмом управления, а устройство, его реали­зующее, называется автоматическим управляю­щим устройством.

Таким образом, автоматическая система — это совокупность объекта управления и управляющего устройства, взаимодействующих между собой.

Состояние объектов управления характеризуется некоторыми физическими величинами (параметрами), которые называются управляемыми величинами х. Цель управления — поддержание на определенном уровне или обеспечение опреде­ленного закона изменения управляемой величины х. Значение управляемой величины, к которому его должно привести управ­ляющее устройство, называется заданным значением g Управляемой величины, или задающей ве­личиной.

Объекты управления постоянно испытывают воздействия двух типов: управляющих µ и возмущающих z. Управляющим Бездействием называется воздейстрие, которое произ­водит на объект управления автоматическое устройство с целью обеспечения алгоритма управления. Следовательно, управляю­щее воздействие — это преднамеренное, полезное воздействие_

Воздействие окружающей среды на объект управления, которое является причиной не преднамеренного изменения управляемой величины, называется внешним воздействием, или возмущением. Возмущающие воздействия затрудняют про­цесс управления и являются вредными воздействиями. Компен­сация внешних воздействий (возмущений) и приведение управ­ляемой величины к ее заданному значению путем изменения управляющей величины с соблюдением всех возможных ограни­чений является задачей автоматических систем регулирования (АСР).

Задачи, решаемые системой управления, значительно шире. Если в системе регулирования заданное значение управляемой величины (или закон ее изменения) всегда известно, и АСР, выполняя алгоритм управления, должна привести к этому уровню управляемую величину, нейтрализуя действующие на нее воз­мущения, то система управления сама должна определить такой закон изменения управляемой величины, который' наилучшим образом обеспечит алгоритм функционирования. Дальнейшая реализация этого закона является функцией системы регулиро­вания. Таким образом, система регулирования является частью системы управления и предназначена для реализации конкретных алгоритмов. Автоматизация низших уровней производства (ма­шин, установок и т. п.) предполагает, прежде всего, разработку систем регулирования.